- •Электр техникасының теориялық негіздері. Сызықты электр тізбектері
- •1 Тұрақты тоқтың сызықты электр тізбектерін есептеу әдістері мен негізгі заңдары
- •1.1 Негізгі анықтамалары мен түсініктемелері
- •1.4 Сурет − Тоқ көзін эқк көзіне баламалы ауыстыру
- •1.2 Ом, Кирхгоф заңдары
- •1.11 Сурет
- •1.12 Сурет
- •1.15 Сурет
- •1.3.1 Элементтердің бірізді, параллель және аралас қосылуы
- •1.18 Сурет
- •1.19 Сурет
- •1.21 Сурет
- •1.22 Сурет
- •1.3 Сызықты электр схемаларын түрлендіру
- •1.25 Сурет
- •1.3.2 Элементтерді «үшбұрыштан» баламалы «жұлдызшаға» түрлендіру
- •1.26, Б Сурет
- •1.3.3 «Жұлдызшаны» «үшбұрышқа» түрлендіру
- •1.3.4 Эқк көздерін ауыстыру
- •1.27 Сурет
- •1.28 Сурет
- •1.4 Контурлық токтар әдісі
- •1.4.1 Контурлық токтар әдісін қолдану
- •1.4.2 Тізбектердің контурлық теңдеулерін қалыптастыру үшін топологиялық матрицаларды қолдану.
- •1.5 Екі түйін және түйіндік потенциалдар (кернеулер) әдістері. Потенциалдық диаграмма
- •1.5.1 Түйіндік потенциалдар (кернеулер) әдісі
- •1.5.3 Потенциалдық диаграмма
- •1.31, Б Сурет
- •1.6 Баламалы генератор әдісі (активті екіұштық, бос жүріс және қысқа тұйықталу)
- •1.32 Сурет
- •1.33 Сурет
- •1.34 Сурет
- •1.35 Сурет
- •1.7 Активті екіұштықтан жүктемеге максимал қуатты беру шарттары
- •1.8 Екісымды тасымалдау желілері бойынша энергияны беру
- •1.36 Сурет
- •1.37 Сурет
- •1.38 Сурет
- •1.9 Беттесу (суперпозиция) әдісі және принципі
- •1.39 Сурет
- •1.10 Компенсация принципі
- •1.40 Сурет
- •1.11 Электр тізбектеріндегі сызықты қатынастар
- •2 Бірфазалық синусоидалы тоқтың сызықты электр тізбектері
- •2.1 Синусоидалы электрлік шамалар
- •2.1 Сурет − Синусоидалы функция
- •2.2 Синусоидалы эқк өндіру
- •2.2 Сурет − эқк синхронды генераторының құрылыс принципі
- •2.3 Функцияның орташа және әсерлік мәндері
- •2.4 Сурет − Синусоидалы функцияның жартымерзімді орташа мәні
- •2.5 Сурет − Синусоидалы функцияның нақты мәні
- •2.4 Синусоидалы ток тізбегіндегі активті кедергі
- •2.6 Сурет − Кедергідегі синусоидалы ток
- •2.7 Сурет − Кедергіге келетін лездік қуат
- •2.5 Синусоидалы ток тізбегіндегі индуктивтілік
- •2.8 Сурет − Индуктивтіліктегі синусоидалы ток
- •2.9 Сурет −Индуктивтілікке келетін лездік қуат және магнит
- •2.6 Синусоидалы тоқ тізбегіндегі сиымдылық
- •2.11 Сурет − Сиымдылыққа келетін лездік қуат және электр
- •2.7 R, l, c элементтерінің бірізді қосылуы
- •2.12 Сурет − Кедергінің, индуктивтіліктің және сиымдылықтың
- •2.13 Сурет − Синусоидалы ток кезіндегі, индуктивтіліктегі,
- •2.8 R, l, c элементтерінің параллель қосылуы
- •2.9 Синусоидалы ток тізбегіндегі қуат
- •2.18 Сурет − Активті-индуктивті тізбекке келетін қуат
- •3 Комплекстік сандар мен векторлық диаграммаларды электрлік тізбектерді есептеуде қолдану
- •3.1 Синусоидалы функцияларды айналатын векторлардың проекциясы түрінде келтіру
- •3.1 Сурет − Комплекстік санды бейнелейтін вектор
- •3.2 Сурет − Айналу векторы
- •3.3 Сурет
- •3.4 Сурет
- •3.2 Комплекстік түрдегі Ом және Кирхгоф заңдары
- •3.2.1 , , Элементтерінің бірізді қосылуы
- •3.5 Сурет − , , бірізді тізбегі үшін векторлы диаграмма,
- •3.7 Сурет
- •3.8 Сурет
- •3.3 Тізбек бөлігінің кедергілері мен өткізгіштіктері арасындағы тәуелділік
- •3.4 Қуаттың комплекстік түрде жазылуы
- •3.9 Сурет
- •3.10 Сурет − Комплекстік жазықтықтағы қуаттар үшбұрышы
- •3.5 Активті қуаттың максимумын қорек көзінен қабылдағышқа беру шарттары
- •3.11 Сурет − Қорек көзінен қабылдағышқа энергияны беру
- •3.6 Қуаттар тепе-теңдігі
- •3.7 Потенциалдық (топографиялық) диаграмма
- •3.12 Сурет
- •4 Күрделі электрлік тізбектерді есептеу әдістері.
- •4.1 Контурлық токтар әдісі
- •4.2 Түйіндік кернеулер әдісі
- •4.2 Сурет − Түйіндік кернеулер әдісінің иллюстрациясы
- •5 Тізбек элементтері бірізді және параллель қосылған кездегі резонанс
- •5.1 Сурет
- •5.1 Кернеулер резонансы
- •5.2 Сурет
- •5.3 Сурет
- •5.4 Сурет
- •Токтар резонансы
- •5.5 Сурет
- •5.7 Сурет
- •6 Индуктивті байланысқан тізбектер
- •6.1 Негізгі анықтамалар мен түсініктемелер
- •5.6 Сурет
- •5.3 Фазалар ұғысу компенсациясы
- •6.2 Индуктивті байланысқан катушкалардың полярлығы
- •6.1 Сурет
- •6.2 Сурет
- •6.3 Сурет – Аттас шықпаларды эксперименталды анықтау
- •6.4 Сурет
- •6.3 Өзара индукциясы бар тізбекті комплекстік түрде есептеу
- •6.5 Сурет
- •6.6 Сурет
- •7 Үшфазалық тоқ тізбектері
- •7.1 Үшфазалық электр тібектері
- •7.2 Жұлдыз және ұшбұрыш қосылыс
- •7.4 Сурет – Үшфазалық генератордің жұлдыз қосылысы
- •А) жүктеменің жұлдызша қосылуы; б), в) жүктеменің үшбұрыштап қосылыуы
- •7.6 Сурет
- •7.7 Сурет – Жұлдыз қосылыс
- •7.3 Үшфазалық тізбектің симметриялы жұмыс режимі
- •7.8 Сурет – Үшфазалық тізбектің симметриялы жұмыс режимі
- •Бұл жағдайда ваттметр көрсеткіші мынаған тең
- •Реактивті қуаттың қосындысын алу үшін көрсеткіш -ке көбейтіледі.
- •7.4 Үшфазалық тізбектің симметриялы емес жұмыс режимі
- •7.5 Симметриялы емес үшфазалық тізбектің қуаты
- •Бұл мәннің нақтылы бөлігі активті қуатты сипаттайды
- •7.16 Сурет – Бейтарап өткізгіш бар кезде қуатты өлшеу
- •7.18 Сурет
- •7.7 Асинхронды және синхронды қозғалтқыштардың әрекет еті принципі
- •7.8 Симметриялы құрауыштың әдісі
- •7.21 Сурет
- •7.9 Көлденең симметриялы еместік
- •7.22 Сурет – Көлденең симметриялы еместік жағдайлары
- •7.10 Бойлық симметриялы еместік
- •7.11 Симметриялы құрауыштың сүзгілері
- •7.28 Сурет – Кері реттелікті тоқтардың сүзгісі
- •7.29 Сурет – Кері реттелікті кернеу сүзгісі
- •8 Мерзімді синусоидалы емес тоқ тізбектері
- •8.1 Фурье қатарының тригонометриялық формасы
- •8.1 Сурет – Уақыттың мерзімді синусоидалы емес функциясы
- •8.2 Симметрия жағдайы
- •8.3 Сурет – Ординаттар осіне қатысты симметриялы функция
- •8.4 Сурет – Координаттар басына қатысты симметриялы функция
- •8.5 Сурет – Абциссалар осіне қатысты симметриялы функция
- •8.3 Санамалау басын көшіру
- •8.4 Фурье қатарының кешенді формасы
- •Сондықтан, келесіні есепке алу арқылы
- •8.5 Фурье қатарын мерзімді синусоидалы емес үрдісті есептеуге қолдану
- •8.8 Сурет
- •8.6 Мерзімді синусоидалы емес функцияның әсерлік және орташа мәндері
- •8.7 Мерзімді синусоидалы емес тоқ тізбегіндегі қуат
- •8.8 Мерзімді синусоидалы емес функцияны сипаттайтын коэффициенттер
- •8.9 Үшфазалық электр тізбектеріндегі жоғарғы гармоникалар
- •Әдебиет
- •Мазмұны
3.9 Сурет
Комплекстік ток пен кернеу сәйкесінше тең
,
және
Токтың кернеу бойынша фазалық ығысуы бастапқы фазалардың айырымына тең
.
-ді І тогымен ілесетін
комплекстік мәнге көбейтеміз
Осыдан
кернеуі активті және реактивті құраушылардың қосынды сияқты қарастырылса (§ 3.2 қара)
,
онда,
осы құраушыларды
тогына
көбейтіп активті және реактивті қуаттарды
аламыз
.
Қуат активті және реактивті ток арқылы шығарылуы мүмкін.
Сондықтан,
комплекстік шаманың нақты бөлігі активті
қуатты, ал жорымал бөлігі реактивті
қуатты анықтайды.
Комплекстік
жазықтықта
(комплекстік қуат) тікбұрышты үшбұрыштың
гипотенузасы, ал
мен
катеттері болады (3.10 сурет).
3.10 Сурет − Комплекстік жазықтықтағы қуаттар үшбұрышы
3.10 суретінде бейнеленген қуаттар үшбұрышы кедергілер үшбұрышына ұқсас
Егер комплекстік ілесетін кернеуді комплекстік токқа көбейтсек келесіні аламыз
Сондықтан, тізбек шықпаларындағы және қуаттары келесідей жазылуы мүмкін
Тізбектің
комплекстік кедергісін есептеу үшін
комплекстік қуат пен
токтың нақты мәндері белгілі болса
жеткілікті
Осыдан
(2.27) өрнегін қолданып келесіні аламыз
Комплекстік кедергіні анықтаудың энергетикалық әдісі комплекстік өткізгіштіктер үшін де қолданады
Осыдан
мұндағы
–Y-мен
ілесетін комплекстік өткізгіштік.
Сондықтан,
Сонымен, тізбектің активті кедергісі мен өткізгіштігі тізбек тұтынатын активті қуаттан тәуелді, ал реактивті кедергі мен өткізгіштік электрлік және магнит өрістерінде жиналатын энергияның максималды мәндерінің айырымынан тәуелді (§ 2.5, 2.6 және 2.9 қара).
3.5 Активті қуаттың максимумын қорек көзінен қабылдағышқа беру шарттары
Қорек көзінен комплекстік кедергісі белгілі болғанда жүктеменің комплекстік кедергісін, қорек көзінен қабылдағышқа максималды активті қуат берілгендей үшін таңдайды.
Кернеу көзі мен жүктеменің комплекстік кедергілерін келесідей белгілейік
,
және
,
(3.11 суретті қара).
3.11 Сурет − Қорек көзінен қабылдағышқа энергияны беру
Жүктемемен тұтынылатын активті қуат
Біріншіден,
реактивті кедергіні өзгертеміз.
-дің
кез-келген мәні кезінде ток пен активті
қуат ең үлкен мәніне жетеді
.
Осы
кезде
Енді
алынған функцияның максимум шарттарын
табайық; мұндағы
–
айнымалы шама, яғни
кезінде келесіні аламыз
осыдан
Табылған теңдіктер негізінде, қорек көзінен қабылдағышқа активті қуаттың максимумын беру шарты келесідей болады
,
(3.17)
мұндағы
–
кедергісімен ілесетін комплекстік
кедергі.
Осы шарт орындалған кезде, қабылдағыш
қуатын тұтынады және П.Ә.К. қабылдағышпен тұтынатын активті қуаттың тізбектің активті кедергісімен тұтынатын қосынды қуатына қатынасы сияқты анықталады және 0,5 тең болады.
Егер (3.17) шарты орындалмаса, онда берілетін активті қуаттың максималды қуаттан ауытқуы келесідей
Егер қорек көзінің реактивті кедергісі активті кедергімен салыстырғанда аз болса, онда қабылдағыштың кедергісін қорек көзінің активті немесе толық кедергісіне тең етіп алады.
Мысалы,
/
және
болсын,
онда қабылдағышқа келетін активті қуат
максималды мүмкін қуаттан 1,5%
ерекшеленеді; осы жағдайда реактивті
кедергінің компенсациялауы керек емес.
Жоғарыда келтірілген формулалар тұрақты токтың тізбектері үшін де әділетті; ол кезде комплекстік шамалар нақты шамаларға ауыстырылады.
