Электр тізбегі. Негізгі элементтер. Элементтердің шартты графикалық бейнелеуі

Электр тізбегі ток көзі мен қабылдағышты байланыстыратын электр энергиясының көзі мен қабылдағыштардан және аралық бөлімдерден тұрады. Электр тізбегіндегі электромагниттік процестерді ток, кернеу, э.қ.к-і, кедергі, индуктивтік, сыйымдылық түсініктерінің көмегімен сипаттауға болады. Электр тізбегі өзінде орналасқан элементтерді және олардың байланысу тәсілдерін сипаттайды.

Электр тізбегінің элементі деп оның құрамына кіретін және белгілі бір қызмет атқаратын әрбір қондырғыны, құрылғыны немесе аспапты айтады. Электр тізбегінің негізгі элементтері қатарына электр энергиясының көздері,

түрлендіру және тасымалдау қондырғылары мен электр энергиясын тұтынушылар жатады.Электр энергиясының көздері(қысқаша қорек көзі деп те аталады)

энергияның басқа түрлері н (механикалық, жылу, жарық, химиялық және т.б.) электр энергиясына түрлендіреді. Оларды екі топқа бөледі: машиналық (тұрақты ток және айнымалы ток генераторлары) және электростатикалық

(аккумуляторлар, күн батереялары және т.б.) Электр энергиясын тұтынушылар (электрлік қабылдағыштар немесе

электрлік жүктемелер деп те аталады), керісінше, электр энергиясын энергияның басқа түрлеріне түрлендіреді. Оларға әртүрлі электрқозғалтқыштар, қыздыру және жарықтандыру қондырғылары, электрохимиялық құрылғылар, радиотехникалық аспаптар және т.б. жатады.

Электр энергиясын тасымалдаушы (жеткізуші) элементтер

ретінде электр желілері мен байланыс желілері саналады.

5. Резистор, конденсатор, индуктивтілік катушка. Түрлері. Сызықты және бейсызықты элементтердің вольт-амперлік сипаттамалары.

Электр тізбегіндегі кедергі , сыйымдылық, индуктивтілік; оның параметрлері болып табылады Электр тізбегіндегі параметрлерде өтетін физикалық процестер:

Кедергі ( ) элементтің электр энергиясын жылулық энергияға айналдыру қабілетін сипаттайды. Кейде кедергі ұғымының орнына өткізгіштік ұғымын қолданады.Сыйымдылық ( ) элементтің электр зарядын жинақтауын (яғни электр өрісін қоздыруын) сипаттайды.

Индуктивтілік ( ) элементтің магнит өрісін қоздыруын электр энергиясын магнит өрісіне айналдыруын сипаттайды.

Сызықты электр тізбегінің вольт-амперлік сипаттамасы түзу сызықпен анықталады; тоқ өсіне көлбеу бұрыштың тангенсі электр кедергісіне пропорциональ, яғни , .

Егер электр тізбегінде тоқ пен кернеуге біршама тәуелді болатын кедергісі бар элемент болса, онда мұндай тізбек сызықты емес деп аталады. Мұндай тізбектің вольт-амперлік сипаттамасы тәжірибемен анықталады және сызықты емес болады. Сызықты емес элементтер сызықты тізбекте өте алмайтын процестерді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Мысалы, сызықты емес элементтер кернеу мен электр тоғын тұрақтандыруға және тоқты күшейтуге мүмкіндік береді. Сызықты емес элементтер басқарылатын және басқарылмайтын болады. Басқарылмайтын сызықты емес элементтер басқаратын фактордың әсерінсіз жұмыс істейді Басқарылатын сызықты емес элементтер басқаратын фактордың әсерімен жұмыс істейді Басқарылмайтын сызықты емес элементтерде бір вольт-амперлік сипаттама, ал басқарылатын сызықты емес элементтерде жеті вольт-амперлік сипаттама бар. Бұл сипаттамалардың параметрлері басқарылатын фактор болып табылады. Сипаттамалар координат өстеріне қатысты симметриялы және симметриялы емес деп бөлінеді. симметриялы сипаттама, симметриялы емес сипаттама. Симметриялы сипаттамалары бар элементтер тұрақты және айнымалы тоқ тізбегінде қолданылады.

Сызықты емес тізбектер графикалық және аналитикалық екі әдіспен есептеледі. Графикалық әдіс жиі қолданылады. Графикалық есептеу кезінде сызықты емес тізбектің тоғы мен кернеуі тізбекке кіретін элементтердің вольт-амперлік сипаттамасынан анықталады.Тармақталмаған тізбекте вольт-амперлік сипаттаманы сызықты емес элементтердің сипаттамаларымен анықтау қажет.

, Тізбектің вольт-амперлік сипаттамасын элементтердің вольт-амперлік сипаттамаларының абсциссаларын қосу арқылы анықтайды .

Сызықты емес элементтердің тармақталған қосылуында Кирхгофтың І – заңы бойынша тоқ мынаған тең: .Сонымен, тізбектің вольт-амперлік сипаттамасын элементтердің вольт-амперлік сипаттамаларының ординаталарын қосу арқылы анықтайды .

Егер электр тізбегінде сызықтық емес элементтер арласып қосылатын болса, онда есептеу былай жүргізіледі: барлық тармақталған бөліктердің вольт-амперлік сипаттамалары анықталады; барлық тізбекті тармақталмаған деп қарастырады. Егер сызықтық элемент сызықтық емес элементпен қосылған болса, вольт-амперлік сипаттамасын сол әдіспен анықтайды . Жұмыстық нүктені Кирхгофтың ІІ – заңының көмегімен анықтайды: ,

мұндағы сызықтық элементтегі кернеу.

Бұл теңдеу және координаттарында түзумен берілген. Егер болса, онда , егер болса, онда . Жұмыстық нүкте сызықтық емес элементтің вольт-амперлік сипаттамасы мен тізбек теңдеуін анықтайтын түзу қиылысында орналасады .

Вольт-амперлік сипаттамаларды кейде аналитикалық өрнектермен жазуға болады. Бұл сызықтық емес тізбектің электрлік күйін математикалық теңдеулермен өрнектеуге мүмкіндік береді. Мұндай жүйелерді шешу өте қиын.

Вольт-амперлік сипаттаманың жеке бөліктерін сызықтық деп қарастыруға болады . Әрбір сызықтық емес элементтің статикалық және сондай-ақ динамикалық кедергісі бар. Статикалық кедергі негізінен Ом заңы бойынша анықталады, яғни .Динамикалық кедергі мына өрнекпен анықталады: .

Аналитикалық есептеу үшін вольт-амперлік сипаттама сызықтық бөліктерге бөлінеді. Бұл бөліктерде

кедергілі тізбек сызықтық сияқты есептеледі.