АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА  ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ  

Электротехниканың теориялық негіздері кафедрасы

 

Электротехниканың теориялық негіздері 2

 Автоматтандыру және басқару 050702-мамандығы бойынша

оқитын студенттер үшін зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар 

 

Алматы 2008 

ҚҰРАСТЫРУШЫ: Әміров Ж.Қ. Электротехниканың теориялық негіздері 2. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. Автоматтандыру және басқару 050702 мамандығы бойынша оқитын студенттер үшін.- Алматы: АЭжБИ, 2008.- 30б. 

 

Әдістемелік нұсқау  ЭТН 2 бойынша зертханалық жұмыстарға дайындалу, орындау және безендіру туралы негізгі ережелерді ұсынады.

Әрбір зертханалық жұмыс келесі бөлімдерден құралған: жұмыстың мақсаты, жұмысқа дайындық, жұмысты орындау тәртібі, жұмыстың нәтижелерін безендіру және талдау, орындалған жұмыс туралы қорытынды.

 

Мазмұны 

1.     №5 Зертханалық жұмыс. Бірінші реттік тізбектердегі өтпелі процестер....................................................................................................4

2.     №6 Зертханалық жұмыс. Екінші реттік тізбектердегі өтпелі процестер.....................................................................................................9

3.     №7 Зертханалық жұмыс. Симметриялы пассивті сүзгілерді зерттеу...........................................................................................................12

4.     №8 Зертханалық жұмыс. Ұзын желілердегі әртүрлі ережелерді зерттеу...........................................................................................................17

5.     №9 Зертханалық жұмыс.Сызықсыз элементтері бар тұрақты токтың электр тізбегін зерттеу.................................................................................22

6.     №10 Зертханалық жұмыс. Электр түзеткіштері бар тізбектерді зерттеу...........................................................................................................24

7.     №11 Кернеу феррорезонансты зерттеу...........................................................................................................26

Әдебиеттер тізімі

 

1.№5 Зертханалық жұмыс. Бірінші реттік тізбектердегі өтпелі процестер

1.1              Жұмыстың мақсаты

Бір энергия жинаушысы бар тізбектегі өтпелі процестерді, тәжірибелік зерттеулердің дағдыларын алу.

1.2              Жұмысқа дайындық ЭТН курсының «R-C тізбектердегі өтпелі процестер» тарауын қайталау керек.

(1.95-100б)

(3.234-234б)

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

1.2.1 Өтпелі процесс дегеніміз не және ненің нәтижесінде олар пайда болады? Қандай тізбектерде өтпелі процестер пайда болады?

1.2.2 Коммутацияның заңдарын жазу керек.

1.2.3 Өтпелі, қалыптасқан және еркін токтар дегеніміз не?

1.2.4 Тізбектің уақыт тұрақтысының физикалық мағынасы қандай? Тізбектің уақыт тұрақтысын тәжірибе арқылы қалай анықтауға болады.

1.2.5 Тізбектің сөну еселелігі деп нені айтады?

1.2.6 R-C тізбек қысқа тұйықталған кезде  өзгерудің теңдеулерін келтіріп,  суреттерін салу керек.

1.2.7 Кілт ажырағаннан кейін (1.2 сурет) тізбектің уақыт тұрақтысы неге тең?

1.2.8 Кілт ажырағаннан кейін тізбек үшін (1.2 сурет)  өзгерудің теңдеулерін келтіріп,  суреттерін салу керек.

 

1.3 Жұмысты орындаудың тәртібі

1.3.1 Тізбекті жинау керек (1.1 сурет)

1.3.2 Нұсқаға сәйкес (1.1 кесте) Uкір, R және C мәндерін орнату керек.

R1 = 100-300 Ом.

1.3.3 Осцилографтың кірісіне конденсатордан кернеуді беру керек.

1.3.4 Осцилографта шыққан  қисықты түсіріп алу керек.

1.3.5 Осцилографтың кірісіне резистордан кернеуді беру керек және  қисықты түсіріп алу керек.

1.3.6 Нұсқаға сәйкес (1.2 кесте) тізбектің бір параметрін өзгертіп, жаңа қисық  салып алу керек.

1.3.7 Тізбекті жинау керек (1.2 сурет)

1.3.8 Нұсқаға сәйкес (1.3 кесте) Uкір, L=L1 мәндерін орнату керек, кедергілер Ом, Ом.

1.3.9 Осцилографтың кірісіне R1 резистордан кернеуді беру керек, шыққан UR1(t) қисықтың суретін салу керек. Бұл қисық сәйкесті масштабына токтың i(t) қисығын көрсетеді, себебі .

1.3.10 Осцилографтың кірісіне R1  индуктивтіктен кернеуді беру керек. 

1.3.11 Шыққан Uop(t) қисығын түсіріп алу керек, (егер де орауыштық активтік) Rop кедергіні елемегенде Uop(t)=uL(t) деп есептеуге болады.

1.3.12 Вариантқа сәйкес (1.3 кесте) индуктивтікті L=L2 өзгертіп жаңа қисық  түсіріп алу керек. 

1.4 Жұмыстың нәтижелерін безендеу және талдау

1.4.1Нұсқаға сәйкес (1.1 кесте) тізбектің уақыт тұрақтысы және сөну еселелігін және нұсқаға сәйкес (1.2 кесте)  және  есептеу керек.

1.4.2 Түсіріп алған екі  қисықтар арқылы  уақыт тұрақтысын және сөну еселігін  және, мәндерін белгілеу керек.

1.4.3 Тізбектің белгілі параметрлері арқылы берілген  нұсқаға сәйкес (1.1 кесте)  кернеуді есептеу керек.

1.4.4 Есептелген және тәжірибиелік  қисықтарды бір суретте келтіру керек.

1.4.5 Нұсқаға сәйкес (1.3 кесте) RL тізбектің және уақыт тұрақтысыларын, және сөну еселліктерін есептеу керек.

1.4.6 RL тізбек үшін қисықтардың бейнелеулері бойынша және , және  мәндерін белгілеу керек.

1.4.7 Тізбектің белгілі параметрлері арқылы берілген нұсқаға сәйкес (1.3 кесте) i(t) токты және  кернеуді есептеу керек.

1.4.8 Есептелген және тәжірибелік  қисықтарды бір суретте келтіру керек.

1.4.9 Жасалған жұмыс бойынша қорытындыларды жасау керек тізбектің уақыт тұрақтысына және өтпелі процестің өту жылдамдығына R кедергінің, С сыйымдылықтың және L индуктивтіктің шамаларының әсер етуін талдау.

1.1 Сурет.

1.2  Сурет.

1.1 К е с т е

Нұсқа

Uкір,В

R,Ом

С, мкФ

1

10

300

4

2

15

400

2

3

20

200

5

4

10

600

5

5

15

500

3

 

1.2  К е с т е

Нұсқа

Uкір,В

R,Ом

С, мкФ

1

10

600

4

2

15

400

4

3

20

400

5

4

10

300

5

5

15

500

6

 

1.3 К е с т е

Нұсқа

Uкір,В

L1,мГн

L2,мГн

1

10

20

10

2

15

15

30

3

12

30

15

4

20

10

20

5

15

40

20

  

Әдістемелік нұсқаулар

Уақыт осі бойынша масштаб электронды кілт (ЭК) f=50Гц жиілікпен (период ) тұйықтасатын және ажыратылатын жағдайда белгіленеді.

RC тізбек үшін  уақыт тұрақтысы  тәжірибелік қисықтан белгіленеді.(1.3-сурет) мұнда - ЭК тұйықталған кездегі уақыт .

RL тізбек үшін  уақыт тұрақтысы  тәжірибелік қисықтан белгіленеді.(1.4-сурет), мұнда  ЭК ажыратылған кездегі уақыт .

1.3 Сурет.                                                 1.4 Сурет.

 

2.№6 Зертханалық жұмыс. Екінші реттелік тізбектердегі өтпелі процестер

2.1 Жұмыстың мақсаты

Конденсатордың апериодикалы және тербелену разрядтарын тәжірибелік зерттеу  дағдыларын алу.

 

2.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының «RLC тізбектегі өтпелі процестер» тарауын қайталау керек.

 

(1.101- 105 б)

(3.244- 250 б)

 

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

2.2.1 R-L-C тізбектің, кернеулердің еркін құрастырушылар үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеуді және оған сәйкес сипаттамалы теңдеуді жазу керек.

2.2.2 R-L-C тізбекте сипаттамалы теңдеудің түбірлері қандай болған кезде конденсаторда опериодикалық разряд пайда болады?  Конденсаторда

 

апериодикалық разряд кезде  үшін теңдеулерді жазу керек. Бұл шамалардың сызбаларын келтіру керек.

2.2.3 R-L-C тізбекте сипаттамалы теңдеудің түбірлері қандай болған кезде конденсаторда тербелену разряд пайдалы болады? Конденсаторда тербелену разряд кезде  үшін теңдеулерді жазу керек. Бұл шамалардың сызбаларын келтіру керек.

2.2.4 Тербеленудің логарифтік декременті дегеніміз не?

2.2.5   Сөну еселілікті және  еркін (өздік) тербеленудің жиілігін есептеу және тәжірибе (сызбадан) арқылы қалай белгілеуге болады? Бұл шамалар RL және C-дан қалай тәуелді?

2.2.6 R-L-C тізбектің аумалы кедергісі дегеніміз не?

 

2.3 Жұмысты орындаудың тәртібі

2.3.1 Тізбекті жинау керек (2.1- сурет)

2.3.2 Нұсқаға сәйкес (2.1 кесте) RL және C мәндерін орнату керек. Орауышты  кедергі өлшеу керек.

Кірістегі кернеу Uкір=20 30В, R1=50 300 Ом.

2.3.3 Осцилографтың кірісіне конденсатордан кернеуді беру керек.

2.3.4 Конденсатордың тербелену разрядын зерттеу керек,  кернеудің осцилограммасын түсіріп алу керек.

2.3.5 Конденсатордың тербелену разряд кезде  осцилограммасын түсіріп алу керек.

2.3.6 Тізбекте аумалы ережені құру керек. (R кедергіні өзгерту арқылы). (тәж) табылған кедергінің шамасын жазып алу керек. Орауыштың кедергісін есепке алу керек. Алынған  кернеудің осцилограммасын түсіріп алу керек.

2.3.7 Аумалы ережеге қарағанда тізбектің R кедергісін екі есе үлкейту керек. Апериодикалы разряд кезде  токтың және ,  кернеулердің осцилограммаларын түсіріп алу керек.

 

2.4 Жұмыстың нәтижелерін безендеу және талдау

2.4.1 Сөну еселілік   (есеп) және еркін тербеленудің жиілігін(есеп)  берілген  L және С (2.1 кесте)  бойынша есептеу керек.

2.4.2  кернеудің алынған қисықтың бейнелеу бойынша (2.3.4 пункт)  (тәж) және (тәж) тәжірибелік шамаларын есептеу керек.

2.4.3 Нұсқаға сәйкес (есеп) аумалы кедергіні есептеу керек.

2.4.4 Жасалған жұмыс бойынша қорытындыларды жасау керек:  , ,  есептеу мәндерін тәжірибелі мәндермен салыстыру керек, конденсатордың разряд мінезіне  кедергінің шамасының әсерін талдау керек.   

 

 

 

                   2.1 Сурет.

2.1 К е  с т е

Нұсқ а

R,Ом

L1,мГн

С, мкФ

1

1

10

4

2

1

20

3

3

1

20

2

4

1

15

2

5

1

10

3

 

Әдістемелік нұсқаулар

Сөну еселілік   (есеп), еркін тербеленудің жиілігі (есеп) және аумалы кедергі  (есеп) келесі кейіптемелер арқылы белгіленеді.

(есеп) = (есеп)= (есеп).

Тәжірибелік мәндер   (тәж) және (тәж) алынған  кернеудің қисығынан белгіленеді.

 

            2.2 Сурет.

Еркін тербеленудің жиілігін (тәж) мына кейіптеме бойынша есептеуге болады , мұнда  осцилограммадан белгіленеді, уақыт осі бойынша масштаб №5 зертханалық жұмыстағы сияқты табылады;  жабық кедергі уақыт.

 (тәж)  тәжірибелік мәні тербеленудің логарифмдік декременті бойынша есептеледі.

 (тәж)  мәнін уақыт кезде алу керек, мұнда

 

3. №7 зертханалық жұмыс. Пассивтік симметриялы сүзгілерді зерттеу.

3.1 Жұмыстың мақсаты

Төменгі жиілікті (ТЖС) және жоғары жиілікті (ЖЖС) сүзгілердің тәжірбиелік зерттеудің дағдыларын алу.

 

3.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының «Төртұштықтар» және «Сүзгілер» тарауларын қайталау керек.

(17123-132; 137-146б)

                                            (37132-142; 308-316б)

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

3.2.1 Сүзгілердің қандай түрлерін білесіз?

3.2.2 Төменгі жиіліктердің, жоғары жиіліктердің алқапты және бөгегіш сүзгілеріне түсінік беру керек.

3.2.3 Сүзгілердің екіншілік параметрлеріне анықтама беріңіз.Қандай бірлікте олар өлшенеді?

3.2.4 Идеалды сүзгінің өткізу және сөну алқаптары дегеніміз не?

3.2.5 Сүзгілердің жұмыстарының келіскен ережесі дегеніміз не?

3.2.6 ТКЖ-нің П-сияқты және Т-сияқты сұлбаларын келтіру керек.

3.2.7 ЖЖС-нің П-сияқты және Т-сияқты сұлбаларын келтіру керек.

3.2.8 ТЖС-нің А() және В() үшін тәуелділіктердің сызбаларын келтіру керек.

3.2.9 ЖЖС-нің А() және В() үшін тәуелділіктердің сызбаларын келтіру керек.

3.2.10 ТЖС үшін  және  кейіптемелерін келтіру керек.

3.2.11 ЖЖС үшін  және  кейіптемелерін келтіру керек.

 

3.3 Жұмыс орындаудың тәртібі

3.3.Ішіне зерттелетін сүзгіні нұсқасы бойынша (3.2-сурет) кіргізіп, тізбекті жинау керек (3.1-сурет). Жүктеменің  шамасын тең деп алу керек.

3.3.2 Нұсқаға сәйкес (3.2- кесте)  және С мәндерін қою керек. Дыбысты генератордың жиілігін өзгертіп, сүзгінің шығысындағы  

кернеуді өлшеу керек.ТЖС үшін жиілікті -ден -ге дейін өзгерту керек.

ЖЖС үшін жиілікті -ден-ге дейін өзгерту керек. Өткізу және сөну алқапта 5-6 нүктені түсіру керек. Сүзгінің кірісіндегі  кернеуді тұрақты қылып ұстау керек. Өлшеудің нәтижелерін 3.1 кестеге кіргізу керек.

3.3.3  фазалық еселілігін өлшеу үшін сұлбаны жинау керек. Ол үшін кірістегі дабылды осцилографтың Y тіктік жалпақ тілігіне, ал шығыс дабылды – көлденең жалпақ тілігіне беру керек (синхронизациясы «сыртқы»). Осцилографтың экранында эллипс пайда болады. Оның түрі дыбысты генератордың жиілігіне тәуелді.

3.3.4 3.3.2 пунктінде алынған жиіліктер кезде эллипстің (А және Xo) немесе (В және Yo) параметрлерін өлшеу керек.

ТЖС үшін .

ЖЖС үшін .

3.4.1 Жұмыстың нәтижелерін безендеу және талдау

3.4.1  және  нұсқаға  сәйкес есептеу (3.2-кесте)

3.4.2 Өшу  және фазаның  еселіліктерін есептеп, (3.1-кесте) бойынша тәжірибелік  және  сызбаларды салу керек.

3.4.3  және  теориялық сызбаларды салу керек (3.3 немесе 3.4 кестелер).

3.4.4 Жасалған жұмыс туралы қорытындыларды жасау керек:

 және  теориялық сызбаларды тәжірибелік сызбалармен салыстырып, олардың артықшылықтарын түсіндіру керек, өткізу және сөну алқаптардағы  және  тәуелділіктерді талдау керек.

 

3.1 К е с т е

                                                                                 

Шірек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 К е с т е

Нұсқа

Сүзгінің түрі

Сүзгінің сұлбасы

1

ТЖС

Т-сұлға

3

100

0,5

2

ЖЖС

Т-сұлға

2

70

0,5

3

ТЖС

П-сұлға

3

20

0,5

4

ЖЖС

П-сұлға

2

15

0,5

5

ТЖС

Т-сұлға

4

40

0,25

 

 

 

3.3 К е с т е

ТЖС

0,2

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

 

0

0

0

0

0

0

0

0

 

град

23

47

60

14

90

106

130

180

ТЖС

1,1

1,2

1,3

1,5

1,6

2,0

3,0

4,0

 

0,9

1,26

1,52

1,94

2,30

2,74

3,60

4,16

 

град

180

180

180

180

180

180

180

180

 

ЖЖС

0,25

0,5

0,67

0,83

0,9

1,0

1,25

1,43

1,67

2,0

2,5

5,0

4,1

2,74

1,94

1,26

0,9

0

0

0

0

0

0

0

град

180

180

180

180

180

180

106

90

74

60

47

23

 

Әдістемелік нұсқаулар

Сүзгіні жүктемемен келіскен кезде кіріс және  шығыс кернеулер мынадай байланысқан

ал бұдан өшу еселелік  фазалық еселілік мұнда  және - кіріс және шығыс кернеулердің басты фазалары.

 сипаттамаларына түсірген кезде сүзгінің кірісіндегі кернеуді  тұрақты етіп ұстау керек.

 сипаттаманы түсіру үшін осцилографты пайдаланады. Осцилографты торапқа қосқаннан кейін  ашықтықты және фокусты рентгеннен кейін жарықтық нүктені тік және көлденең сәулені ауыстыру тұтқалары мен дәл экранның ортасына орнатады. Тік және көлденең күшейту бірдей болу үшін дыбысты генератордан бірдей кернеуді (мысалы 1В) кезек- кезек тік және көлденең жалпақ тіліктеріне беріп, ал содан кейін сәйкесті «күшейту» тұтқаларымен тік және көлденең бойынша экранда бірдей жарықтық сызықтық бірдей ұзындығы орнатылады.

Мұндай реттелуден кейін фазалық еселілікті белгілеу үшін шығыс кернеу көлденең ауытқитын тіліктеріне, ал кіріс кернеу - тік ауытқитын тіліктеріне беріледі. Экранда (3.3-сурет) эллипс көрінеді. Бұрыш  былай анықталады.

.

 

 

Егер де эллипстің үлкен осі 1 және 3 ширектерде жатса, онда

  

Егер де эллипстің үлкен осі 2 және 4 ширектерде жатса, онда

Фазалық еселілік В-нің таңбасы келіскен жүктеме кезде сүзгі үшін

 векторлық диаграммамен белгіленеді.

3.1 Сурет 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Сурет

 

 

3.3 Сурет

 

4. №8 Зертханалық жұмыс. Ұзын желілердегі әртүрлі ережелерді зерттеу.

4.1 Жұмыстың мақсаты

Компьютерлік үлгілеу жолымен ұзын желілердегі әртүрлі ережелерді тәжірибелік зерттеулердің дағдыларын алу.

 

4.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының «параметрлері таратылған тізбектерде қалыптасқан ережелер» тарауын қайталау керек.

 

(1.147-166б)

(3.344-364б)

 

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

4.2.1 Желінің біріншілік параметрлері деп қандай шамаларды айтады?

4.2.2 Қандай желілер біртекті деп айтылады?

4.2.3 және  белгілеу үшін кейіптемелерді жазу керек

4.2.4 Желінің екіншілік параметрлері деп қандай шамаларды айтады?

4.2.5 Тарату еселелікті  кедергінің  белгіленетін кейіптемелерін жазу керек.

4.2.6 Гиперболикалық функция арқылы желінің теңдеулерін жазу керек.

4.2.7 Желінің кіріс кедергісі қалай есептеледі?

4.2.8 Қандай жүктеме келіскен деп аталады?

4.2.9 Желінің басындағы  желінің қуаттар және ПӘК қалай есептеледі?

4.2.10 Берілген нұсқа бойынша  және есептеу керек

 

 

4.2.11 Берілген нұсқа бойынша Z1кір,  және есептеп, 4.3 кестеге кіргізу керек.

Ұзын желіде компьютерлік үлгілеу жолымен әртүрлі ережелерді зерттеу үшін симметриялы Т- сияқты алмастыру сұлбамен келтірілген (4.1-сурет) симметриялы төртұштық қаралады.

 

 

 

 

 

 

 

                                                       4.1 Сурет.

мұнда - желінің біріншілік параметрлері;  -желінің ұзындығы;

, - комплекстік еселеліктер.

Есептеу үшін /k1/ және / k2/ модульдерді пайдалануға болады.

- тарату еселелік.

 

4.3 Жұмыс орындаудың тәртібі

4.3.1 4.1 кестеден берілген вариантқа сәйкес желінің басындағы  кернеуді, желінің және жүктеменің параметрлерін таңдау керек.

4.1 К е с т е

Нұсқа

кв

шқ

/k1/

/ k2/

Ом/шқ

10-3Гн/шқ

10-6См/шқ

10-9Ф/шқ

 

 

Ом

1

400

700

1,043

0,927

0,07

1,0

0,2

9,0

450

2

600

800

1,056

0,899

0,09

1,2

0,08

8,3

400

3

110

1000

1,11

0,815

0,1

1,3

0,3

9,5

500

4

220

900

1,089

0,845

0,08

1,4

0,06

8,8

470

5

330

1100

1,16

0,753

0,06

1,35

0,1

10

550

 

                                                      4.2 Сурет

 

4.2 Электр сұлбаны жинау керек (4.2 Сурет)

4.3 Генераторда желінің басындағы  кернеуді және жиілікті 50 Гц тең орнату керек, содан кейін  төртұштықтың параметрлерін есептеу керек.

4.4 Нұсқаға сәйкес қабылдағыштың  кедергісін орнату керек.

Желінің аяғындағы , кернеудің әрекет мәнін, желінің басындағы  токтың әрекет мәнін және желінің аяғындағы  токтың әрекет мәнін өлшеп алу керек. Желінің аяғындағы кернеудің басты фазасы  мен желінің басындағы және аяғындағы басты фазаларын  өлшеп алу керек.

Нәтижелері 4.2 кестеге жазып алу керек.

4.5 Желінің аяғындағы бос жүріс ережеде желінің аяғындағы  кернеудің әрекет мәнін, желінің басындағы   токтың әрекет мәнін желінің аяғындағы  токтың әрекет мәнін, желінің басындағы және аяғындағы басты фазаларын  өлшеп, нәтижелерін 4.2 кестеге жазып алу керек.

4.6 желінің аяғындағы қысқа тұйықталу ережеде желінің аяғындағы  кернеудің әрекет мәнін, желінің басындағы   токтың әрекет мәнін, желінің аяғындағы  токтың әрекет мәнін, желінің басындағы және аяғындағы басты фазаларын  өлшеп нәтижелерін 4.2 кестеге жазып алу керек.

4.7 Жүктеменің келіскен ережесінде (=) желінің аяғындағы  кернеудің әрекет мәнін, желінің басындағы  токтың әрекет мәнін, желінің аяғындағы  токтың әрекет мәнін, желінің аяғындағы кернеудің  басты фазасын, желінің басындағы және аяғындағы токтардың  басты фазаларын өлшеп, нәтижелерді 4.2 кестеге жазып алу керек. 

 

Әдістемелік нұсқаулар

Токтардың және кернеудің басты фазаларын осциллограф арқылы өлшеуге болады. Басты фазаларды өлшеген кезде  амплитудалық шамасын 10-3 есе қысқарту керек.

Кернеудің басты фазаларын өлшеу үшін осциллографтың А өңешін 1 нүктеге, ал в өңешті 2 нүктеге қосады. 1- курсорды желінің басындағы  кернеуді нөлге қойып, ал 2- курсорды желінің аяғындағы  кернеулердің арасындағы уақыт қозғалуды Т2-Т1 таблодан өлшеуге болады.

Фазалық қозғалу мынау кейіптеме бойынша есептеледі:

.

Егер де  деп алсақ, онда .

Токтардың басты фазаларын өлшеу үшін токты потенциалға түрлендіру әдіс қолданады, ол өлшеніп жатқан токтың тізбегіне кедергісі шамалы резисторды қосу арқылы орындалады.

i1 токтың басты фазасын өлшеу үшін 6 және 3-нүктелердің арасына Ом-ға тең кедергіні қосады және өңешті 3 нүктеге қосады. 1-курсорды желінің басындағы  кернеуді нөлге қойып, ал 2-курсорды i1 токты нөлге қойып, i1 токтың және  кернеудің арасындағы уақыт қозғалуды Т2-Т1 таблодан –өлшеуге болады.

i1 токтың басты фазасы мына кейіптеме бойынша есептеледі

   

i2 токтың басты фазасын өлшеу үшін 5 және 4-нүктелердің арасына Ом-ға тең кедергіні қосады және В өңешті 4 нүктеге қосады. 1-курсорды  кернеуді нөлге қойып, ал 2-курсорды i2 токты нөлге қойып, i2 токтың және  кернеудің арасындағы уақыт қозғалуда Т2-Т1 таблодан өлшеуге болады.

i2 токтың басты фазасы мына кейіптеме бойынша есептеледі

4. Жұмыстың нәтижелерін безендеу

4.1 Кернеудің  токтардың және  басты фазаларын есептеп, әтижелерді 4.2 кестеге жазу керек.

4.2 Барлық зерттеліп жатқан ережелер үшін  кернеулердің және  токтардың комплекстерін жазу керек, нәтижелерді 4.3 кестеге кіргізу керек.

4.3 Тәжірибелік мәндері бойынша желінің кір кіріс кедергісін, Р1, Р2 активтік қуаттарды және ПӘК  барлық зерттеліп жатқан ережелер үшін есептеп, нәтижелерді 4.3 кестеге жазып алу керек.

4.4 Табылған нәтижелерді салыстыру керек. Жұмыстың нәтижелері бойынша қорытынды жасау керек. 

 

4.2 К е с т е

Жұмыстың ережесі

кв

кв

Т2-Т1, С

град

Т2-Т1, С

град

град

Т2-Т1, С

град

Жүктемелі

Zн =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бос жүріс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қысқа тұйықталу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Келіскен жүктеме

Zж=Zm=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 К е с т е

Жұмыс ережесі

 

кір

1

 

Есеп

 

 

 

 

 

 

 

Тәжір.

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Есеп

 

 

 

 

 

 

 

Тәжір.

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Есеп

 

 

 

 

 

 

 

Тәжір.

 

 

 

 

 

 

 

4

 

Есеп

 

 

 

 

 

 

 

Тәжір.

 

 

 

 

 

 

 

 

5. № 9 Зертханалық жұмыс. Сызықсыз элементтері бар тұрақты токтың тізбегін зерттеу.

 

5.1 Жұмыстың мақсаты

Сызықсыз элементтері бар тұрақты токтың тізбектерін тәжірибелік зерттеулердің дағдыларын алу.

 

5.2 Жұмысқа  дайындық

ЭТН курсының «Тұрақты токтың сызықсыз тізбектері» тарауын қайталау керек.

(3.404- 408 б)

 

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек

5.2.1 Қандай сызықсыз элементтер симметриялы емес деп аталады? Олардың вольтамперлік сипаттамаларын бейнелеу керек.

5.2.2 Сызықсыз элементтердің статикалық және дифференциалдық кедергілердің арасындағы айырмашылық неде?

5.2.3 Сызықсыз элементтің вольтамперлік сипаттамасын түсіру үшін сұлбаның суретін көрсету керек. Тізбек байсалды реттелетін тұрақты кернеудің көзінен көріктенеді. Сұлбада керекті аспаптарды келтіру керек.

5.2.4 Бір ЭҚК және тізбектеп қосылған сызықсыз элементтерден құралған тізбекті сызбалы есептеуді көрсету керек.

5.2.5 Бір ЭҚК бар және параллельді қосылған сызықсыз элементтерден құралған тізбекті сызбалы есептеуді көрсету керек.

5.2.6 Бір ЭҚК бар және аралас қосылған сызықсыз элементтерден құралған тізбекті сызбалы есептеуді көрсету керек.

5.2.7 Екі ЭҚК бар сызықсыз элементтерден құралған тізбекті сызбалы есептеуді көрсету керек (екі түйінді әдіс).

 

5.3 Жұмысты орындаудың тәртібі

5.3.1 Үш сызықсыз элементтің вольтамперлік сипаттамаларын түсіріп алу керек.

5.3.2 Екі сызықсыз элемент тізбектеп қосылған тізбекті жинау керек. Тізбектегі токты және көздің шықпаларындағы кернеуді өлшеу үшін, аспаптарды қарастыру керек. Кіріс кернеуді  шектерге өзгертіп, өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек.

5.3.3 Екі сызықсыз элемент параллельді қосылған тізбекті жинау керек. Жалпы токты, тармақтағы токтарды және қоректендіру көздің кернеуін өлшеу үшін аспаптарды қарастыру керек. Кіріс кернеуді  шектерде өзгертіп, өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек.

5.3.4 Үш сызықсыз элемент аралас қосылған тізбекті (5.1-сурет) жинау керек. Жалпы токты, тармақтағы токтарды және қоректендіру көздің кернеуін өлшеу үшін аспаптарды қарастыру керек. Кіріс кернеуді шектерде өзгертіп, өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек.

5.3.5 Екі ЭҚК-тері бар сұлбаны жинау керек (5.2-сурет). Көздердің ЭҚК-терін, элементтердегі кернеуді, түйіндердің арасындағы кернеуді және тармақтағы токтарды өлшеп алу керек.

5.1 Сурет

 

                                                        5.2 Сурет

 

5.4 Жұмыстың нәтижелерін безендеу және талдау

5.4.1 Үш сызықсыз элементтердің вольтамперлік сипаттамаларын салу керек.

5.4.2 П 5.3.2-дегі сұлбаның сызбалы есептеуін өткізіп, есептелген мәндерді тәжірибелік мәліметтерімен салыстыру керек.

5.4.3 П 5.3.3-дегі сұлбаның сызбалы есептеуін өткізіп, есептелген мәндерді тәжірибелік мәліметтермен салыстыру керек.

5.4.4 П 5.3.4-дегі сұлбаның сызбалы есептеуін өткізіп, есептелген мәндерді тәжірибелік мәліметтермен салыстыру керек.

5.4.5 П 5.3.5-дегі сұлбаның сызбалы есептеуін өткізіп, есептелген мәндерді тәжірибелік мәліметтермен салыстыру керек.

5.4.6 Жасалған жұмыс туралы қорытындыны істеу керек.

 

6. № 10 Зертханалық жұмыс. Электр түзеткіштері бар тізбектерді зерттеу

6.1 Жұмыстың мақсаты

Түзеткіштері бар электр тізбектерінің тәжірибелік зерттеудің дағдыларын алу.

 

6.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының синусоидалды емес токтар және электр түзеткіштері бар тізбектер туралы тарауларды қайталау керек.

Сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

6.2.1 Электр түзеткіш деп қандай элементті атайды? Оның вольтамперлік сипаттамасын келтіру керек. Өте оңды түзеткіштің белгілеуін беру керек.

6.2.2 Синусоидалы кернеуді ынта салғанда электр түзеткіші бар тізбекте лезді токтың сызбасын қалай салады?

6.2.3 Жүктеме ретінде активтік кедергі болғанда бір жарты периодты түзеткіштің сұлбасын келтіру керек. Жүктемедегі токтың және кернеудің лезді мәндерінің сызбаларын құру керек, токтың және кернеудің әрекет мәндері және тұрақты құрастырушы үшін есептеу кейіптемелерді жазу керек.

6.2.4 Екі жартыпериодты түзеткіштің көпірлік сұлбасын келтіру керек. Жүктемедегі токтың және кернеудің лезді мәндерінің сызбаларын құру керек, токтың және кернеудің әрекет және тұрақты құрастыру үшін есептеу кейіптемелерді жазу керек.

6.2.5 Берілген гармоникалық құрастырушылар арқылы кернеудің әрекет мәні қалай есептеледі?

6.2.6 Активтік жүктемесі бар бір және екі жартыпериодты түзеткіштер үшін толық S, активтік P және T қуаттардың мәндерін есептеу керек. Оларды кернеу мен токтың амплитудалары арқылы білдіру керек.

 

6.3 Жұмыс орындаудың тәртібі

6.3.1 Тұрақты кернеудің көзінен қоректендіру кезде тура және кері бағыттарда диодтың статикалық вольтамперлік сипаттамасын түсіріп алу керек.

6.3.2 Сұлба бойынша (6.1-сурет) бір жартыпериодты түзеткішті жинау керек. Көздің кернеуін 1020В шектерде қою керек. Жүктемедегі токтың және кернеудің тұрақты құрастырушысын және айнымалы құрастырушысының әрекет мәндерін өлшеп алу керек.

6.3.3 Жүктемедегі кернеудің және көздің кернеуінің лезді мәндерінің қисықтарын осцилограф арқылы түсіріп алу керек.

6.3.4 Сұлба бойынша (6.2-сурет) көпірлік түзеткішті жинау керек. Көздің кернеуін  1020В шектерде қою керек. Жүктемедегі токтың және кернеудің тұрақты құрастырушысын, әрекет мәндерін өлшеп алу керек.

6.3.5 Жүктемеге осцилографты қосып, түзетілген кернеудің қисығын түсіріп алу керек.

                                                    6.1 Сурет

                                                     6.2 Сурет

6.4 Жұмыстың нәтижелерін безендеу және талдау

6.4.1 п. 6.3.1-де түсіріп алған вольтамперлік сипаттаманы пайдаланып, бір жартыпериодты түзеткіштің сұлбасының (6.1-сурет) сызбалы есептеуін өткізу керек. Табылған ток қисығының түрін п.6.3.3-те табылған жүктемедегі кернеудің осцилограммасымен салыстыру керек.

6.4.2 п.6.3.2-де өлшенген V20 тұрақты құрастырушының және жүктемедегі кернеудің ~ айнымалы құрастырушының мәндері бойынша жүктемедегі кернеудің  әрекет мәнін есептеу керек және оны көздің кернеуінің әрекет мәнімен салыстыру керек.

6.4.3 П. 6.3.2-де өлшеген нәтижелер бойынша көріктендіру көздің S толық қуатты, жүктемедегі Р активті қуаты, Т бұрмалау қуатты есептеп және оларды п.6.2.6-да табылған сәйкесті мәндерін салыстыру керек.

6.4.4 П. 6.3.4-те өлшенген V20 тұрақты құрастырушының және жүктемедегі ~ айнымалы құрастырушының мәндері бойынша жүктемедегі кернеудің   әрекет мәнін есептеу керек және оны көздің кернеуінің әрекет мәнімен салыстыру керек.

6.4.5  П. 6.3.4-те өлшеген нәтижелер бойынша көріктендіру көздің S толық қуатты, жүктемедегі Р активті қуаты, Т бұрмалау қуатты есептеп және оларды екі жартыпериодты түзеткіш үшін табылған сәйкесті мәндермен салыстыру керек.

6.4.6 Бір және екі жартыпериодты түзеткіштер үшін нәтижелерді салыстыру керек.

6.4.7 Жасалған жұмыс туралы қорытындыларды жасау керек.

7. №11 зертханалық жұмыс. Кернеудің феррорезонансын зерттеу

 

7.1 жұмыстың мақсаты

Феррорезонанс ережеде сызықсыз тізбектерді тәжірибелік зерттеудің дағдыларын алу.

ЭТН курсының «Феррорезонанс құбылысы» тарауын қайталау керек.

 Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

7.2.1      Қандай тізбекте кернеу феррорезонанс пайда болады?

7.2.2   Неге феррорезонанс тізбектегі токтың секіруін  фазаның аудару құбылысы дейді? Кернеудің векторлық диаграммаларын токтың секіруінен бұрын және кейін салу керек.

7.2.3   Феррорезонанс тізбекте токтың секіріп, өзгеріс болу үшін конденсатордың сыйымдылығын қалай таңдау керек.

7.2.4   Тізбекті феррорезонанс тізбектің вольтамперлік сипаттамасын салу керек. Кіріс кедергі байсалды өзгерген кезде токтың өзгеруін талдау керек.

7.2.5   Ферромагниттік өзекшесі бар индуктивтік орауыштың вольтамперлік сипаттамасын түсіру үшін сұлбаны келтіру керек, онда қажетті аспаптарды көрсету керек.

7.2.6   Келесі сұлбаларды суреттеу керек: а-тізбектеп қосылған ферромагниттік өзекшесі бар индуктивтік орауыштың және конденсатордың вольтамперлік сипаттамасын түсіру үшін (7.1-сурет); б- токты байсалды өзгерткен кезде қосынды кернеудің токтан тәуелділігінің қисығын түсіру үшін (7.2-сурет); в- кернеудің тұрақтандырғыш ретінде істеп тұрған феррорезонанс тізбекті (7.3-сурет).

7.1 Сурет.

 

7.2 Сурет

 

7.3 Сурет

 

  

7.1 К е с т е

U, B

I,мА

U1,B

Uc,B

 

 

 

 

 

7.2 К е с т е

I,мА

 

 

 

 

 

 

 

U, B

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3 К е с т е

U1,B

 

 

 

 

 

 

 

 

U2,B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3         жұмысты орындаудың тәртібі

7.3.1     П.7.2.5-ке сәйкес тізбектің сұлбасын жинау керек. Ферромагниттік өзекшесі бар индуктивтік өзекшесі бар индуктивтік орауыштың вольт-амперлік сипаттамасын түсіріп салыстыру керек (5-7 өлшем). Тізбекке индуктивтік орауыштың орнына конденсаторды қосып конденсатордың вольт-амперлік сипаттамасын түсіріп алу керек (конденсатор сызықты элемент болғандықтан 2 өлшем жеткілікті). Конденсатордың вольт-амперлік сипаттамасын индуктивтік орауыштың вольт-амперлік сипаттамасымен бір суретке салып алу керек.

7.3.2      П. 7.2.6 бойынша тізбектің сұлбасын жинау керек (7.1-сурет).

7.3.3     Бірте-бірте жалпы кернеуді нөлден 30-40 В-қа дейін үлкейтіп, а содан кейін бірте-бірте төмендетіп, тізбектегі токтың және орауыштағы және конденсаторлардағы кернеулердің жалпы кернеуден тәуелділіктерін түсіріп алу керек. Токтың секіру алдында және одан кейін 78 өлшеуді жалпы кернеуді үлкейткен кезде, ал содан кейін 78 өлшеуді кернеуді азайтқан кезде өткізу керек.

Нұсқау. Көріктендіру кернеуді байсалды үлкейткенде токтың кенет секіруі өткен кезде жалпы кернеудің, генератордағы кернеудің түсуі өскендіктен, жалпы кернеу өзгереді.

Секіруден кейін аспаптардың көрсеткіштерін жазып алудың алдында секірудің алдындағы көріктендіру кернеуді секіру алдындағы кернеудің мәніне қайтару керек. Сол сияқты, токтың кері секіруі кезінде жасау керек.

Өлшеудің нәтижелерін 7.1 кестеге жазып алу керек.

7.3.4      П. 7.2.6 бойынша тізбектің сұлбасын жинау керек (7.2-сурет).

7.2.5 Тізбекте токты байсалды өзгерткен кезде қосынды кернеудің, (орауышта және конденсаторда) токтың тәуелділігінің қисығын түсіріп алып, нәтижелерді 7.2 кестеге жазып алу керек.

Нұсқау. Токты байсалды өзгерту үшін генераторға тізбектеп қосымша кедергі қосылады. Кедергінің шамасын неғұрлым шамалы қылып алады. Оның шамасы тізбектің көріктендіру кернелуі байсалды өзгерген кезде токтың секіруі жоқ болып алынады. Жалпы кедергіні өлшейтін вольтметр кедергідегі кернеу түсуін есептемеу керек.

7.3.6 П. 7.2.6 бойынша тұрақтандырғыштың сұлбасын жинау керек (7.3-сурет) Орауыштың шықпаларына жүктеме ретінде кедергілердің магазинін қосу керек.

7.3.7 Кедергідегі кернеудің, тізбектің кіріс кернеуден тәуелділігін түсіріп алу керек. Ол үшін кірісте максималды кернеуді орнатып,  содан кейін жүктемеде кернеудің секіруі пайда болғанша кіріс кернеуді азайту керек. Аспаптардың көрсеткіштерін (57 өлшеуін) 7.3 кестеге жазып алу керек.

 

7.4 Жұмыстың нәтижелерін безендеу және талдау

7.4.1 П.7.3.3 бойынша табылған нәтижелер арқылы конденсатордың, индутивтік орауыштың және барлық тізбектің вольт-амперлік сипаттамаларын бір сызбада алу керек.

7.4.2 П. 7.3.5 бойынша табылған нәтижелер арқылы қосынды кернеудің токтан тәуелділігінің қисығын салу керек.

7.4.3 П. 7.3.7 бойынша жүктемедегі кернеудің көріктендіру кернеуден тәуелділігін салу керек.

7.4.4 Жасалған жұмыс туралы қорытындыларды жасау керек:

Тізбектің өте оңды вольтамперлік сипаттамасын тізбектің кірісінде кернеуді өзгерткенде тәжірибелік алынған сипаттамасымен салыстырып, олардың айырмашылығын түсіндіру керек (п.7.4.1); п. 7.4.1-де алынған қосынды кернеудің токтан тәуелділіктің қисығымен салыстыру керек және олардың айырмашылығын түсіндіру керек.

 

Әдістемелік нұсқаулар

Тұрақтандыру еселелік мына кейіптеме бойынша есептеледі

мұнда  - тізбектің кірісіндегі кернеу;

- тізбектің шығысындағы кернеу (жүктемедегі);

- кірістегі және шығыстағы кернеудің өзгеруі.

(7.4 Сурет)

7.4 Сурет

 

                                                   Әдебиеттер тізімі

1.     Аршидинов М.М., Әміров Ж.Х. Электротехниканың теориялық негіздері.-1,2 бөлім.- Алматы, 2006, 170 б.

2.     Аршидинов М.М., Әміров Ж.Х. Электротехниканың теориялық негіздері.- 3 бөлім.- Алматы, 2008.

3.     Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей.- М.: Энергоатомиздат, 1989.-528с.

4.     Сборник задач по теоритическим основам электротехники. Бессонов Л.А., Демидова И.Г., Зарудин М.Е.: Высшая школа, 1988.-543с.

5.     Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM РС. Программа Electronics Workbench и её применение.- М.: Солоп-Р, 1999.-506 с.