Слайд 1Электр тізбегінің эквивалентті
түрленуі
Калакова Гульсим Кабдуловна
Слайд 2Жоспар
Кіріспе
Электр тізбегінің элементтерінің тізбектей жалғануы
Электр тізбегіндегі элементтердің параллель жалғануы
Үшбұрыштың эквивалентті
кедергісі арқылы жұлдызшаның құрылуы.
Жұлдызша кедергісінің эквивалентті үшбұрышқа айналуы.
Кедергiлер жұлдызының эквивалентті үшбұрышқа өзгертуi
Слайд 3Тізбектей жалғану – бұл түйіні жоқ электр тізбегінің байланысқан элементтерінің жиынтығы.
Осыдан, тізбектей жалғанған элементтерде бір ток өтеді, себебі токтың өзгеруі тек электр тізбегінің түйіндерінде болады.
Тізбектей жалғауының жалпы жағдайында ЭҚК көзі және резисторларының кез келген саны кіруі мүмкін, бірақ бір ғана ток көзі кіре алады, себебі тізбекте сыртқы элементтерге тәуелді емес әрбір қорек көзінің қасиеті қарсы келеді.
Слайд 41 - суреттегі а және в нүктелерінің арасында кернеудің келуі
нүктелердің потенциалдарының айырмасымен көрсетуге болады
Бұл айырмада кез келген потенциал санын қалауынша қарама қарсы қосып, содан кейін қос-қостан біріктіруге болады. (Мысалы: потенциалды нүктесінде элементтерінің жалғауы)
Осылайша, кез келген тізбектей жалғануды бір эквивалентті резисторы және бір ЭҚК бар тізбектей түрлендіруге болады. Эквивалентті резистордың кедергісі жалғануына кіретін барлық кедергілердің қосындысына тең, ал эквивалентті ЭҚК көзі жалғануға кіретін ЭҚК көзінің алгебралық қосындысына тең.
Слайд 5Тізбектей жалғанған элементтер коммутативті қасиетке ие, яғни жалғануының кез келген элементтері
қалауынша жалғауының шектерінде ауыстырылады.Бұл қасиет қосылатын ережелердің тікелей коммунитативтілігінен шығады.
R эквивалентті кедергісі оң қосылыстардың қосындысын білдіретіндіктен ,
R > rmax,мұндағы rmax – жалғануға кіретін кедергілердің ең үлкені.
Егер тізбектей жалғану электр тізбегінің түйініне қосылса, онда оның анықтамасы тармақтың анықтамасына ұқсас. Бұл тармақ тек тізбектей жалғану арқылы құрылуы мүмкін деген сөз.
Слайд 61-есеп
Параллель жалғанудың тізбектей жалғанудан ерекшелігі параллель жалғануда тізбектің элементтерінің параллель
жалғануының және тармақтардың параллель жалғануының айырмасын білу керек.
Элементтердің параллель жалғануы – бұл электр тізбегінің екі түйінмен біріккен және басқа түйіндермен байланысы жоқ, элементтерінің жиынтығы.
Элементтердің параллель жалғануына резисторлар және ток көздері, ЭҚК көзі (бірден артық емес) болуы мүмкін, себебі бұл сыртқы тізбекке тәуелді емес шығысынтағы потенциалдардың айырмасын құру қасиетіне қарама-қарсы.
Слайд 7Параллель жалғанудың барлық элементтері екі түйінге байланысқан және осы түйіндердің арасындағы
кернеудің кемуі барлық элементтер үшін бірдей.
Параллель жалғануда өтетін I = I1+I2+...+In -J1+J2+...+Jm. жалпы токты элементтердегі токтардың қосындысы ретінде көрсетуге болады.
Осыдан ,токтардың орнына кернеумен кедергіні қолдана отырып келесі теңдеуді аламыз
Слайд 8Қорыта келгенде, әр түрлі саны бар элементтердің параллель жалғануын бір эквивалентті
резисторы және бір ток көзі бар параллель жалғануға түрлендіруге болады. Және де, эквивалентті резистордың кедергісі жалғанған барлық резисторлардың өткізіштіктерінің кері қосындысына тең, ал эквивалентті көзінің тогы жалғануға кіретін барлық ток көздерінің алгебралық қосындысына тең.
Тізбектей жалғануға ұқсас, (2) ережесінен шығатын паралель жалғану да коммутативтілік қасиетіне ие.
Слайд 9Параллель жалғану кезінде бөлек элементтердің өткізгіштіктерінің қосындысы болатын G эквивалентті өткізгіштігіне
G > gmax қатынасы орындалады, мұндағы gmax - қосылысты құрайтын элементтердің өткізгіштіктерінің ең үлкені. Осыдан, G=1/R > gmax=1/rmin R < rmin, , яғни параллель жалғануға кіретін резисторлардың эквивалентті кедергісі барлық резисторлардың ең кішісінен аз rmin.
Слайд 112 - есеп
Параллель жалғануға тек элементтер ғана емес,
сонымен қатар элементтері тізбектей жалғанған тармақтарда да кіруі мүмкін.(3 а сурет). Бұл жағдайда тармақтардың параллель жалғануы ұғымы еңгізіледі. Ол электр тізбегінің екі түйінмен біріккен және басқа түйіндермен байланысы жоқ тармақтарының жиынтығы.
З а) суретте R1R2 және R3 тармақтары параллель жалғанған, бірақ R1R3 және R2R3 элементтерi параллель жалғануды құрмайды, себебі бұл жұп элементтер екi түйiнде топтастырылмаған. Олар үшiн кернеулердiң кемулерiнiң теңдiгiнiң шарты да орындалмайтыны анық.
Слайд 12 3-есеп
3-шi суреттегі сұлба аралас қосылысқа жатады, яғни элементтер мен тізбек
тармақтарының тізбектей және параллель жалғануларының жиынтығы
Кез келген электр тізбегін элементтерінің жалғануларына кезеңді өзгертулер еңгізу арқылы R-E тізбектей немесе G-J паралель жалғануына түрлендіруге болады. Бұл әдіс күрделі есептер шығаруға мүмкіндік береді, әсіресе, тізбектің тармағының тәртібін анықтауда нәтижелі. 4-суретте осындай өзгертулерге мысал көрсетілген.
Түрлендірудің жеке кезеңдерінде элементтердің параметрлері келесі ережелерден шығады: R34=R3+R4 ;J2=E2/R2 ; R234=(R2R34)/(R2+R34) ; J' =J+J2 ; E' = J'R234 ; R = R1+R234 ; E = E' - E1 ; J=E/R.
Слайд 14Тізбектегі ажырау нүктелеріне қатысты кедергіні (кірістегі кедергі) анықтау - тізбекті түрлендірумен
байланысты маңызды мәселе болып табылады. Ол статикалық тәртіпте эквивалентті генератор тәсілін қолданғандағы электр тізбегінің анализі үшін, сонымен қатар, өтпелі процесстер анализі үшін сипаттамалық теңдеу құруда пайда болады. 4 – суреттегі R эквивалентті кедергісі осы тізбекке кіретін кедергі болып табылады және төменде көрсетілген әдіспен анықталуы мүмкін
Слайд 15Бұл әдістің негізі – эквивалентті түрлендірудің алдында тізбектегі барлық ЭКҚ және
ток көздерін олардың эквивалентті кедергілерімен ауыстырып, содан эквивалентті кедергіні анықтау. ЭКҚ көзінің кедергісі 0-ге тең, ал ток көзінің кедергісі шексіздікке тең. Сондықтан электрлік сұлбада ЭКҚ көздерін байланыспен, ал ток көздерін тізбектің ажырауымен ауыстыру керек. 5 – суреттегі бұл процессті қарастырайық, кірістегі кедергіге қатысты анықтау керек тізбектің ажырауы сұлбада крест белгісімен көрсетілген.
Алдымен барлық көздерді олардың эквивалентті кедергісімен алмастырып, суретте ажырауды a және b анық нүктелерімен көрсетейік (5б сурет). Енді мәселе анық көрінеді, себебі тізбек а нүктесінен b нүктесіне дейін R1 және R3 кедергілері тізбектей жалғанған
Слайд 16 2.1 – суретте кедергілері тізбектей жалғанған электр тізбегі салынған.
ЭҚК көзінің қысқыштарындағы кернеуі электр қозғаушы күшіне тең. Сондықтан сұлбада қорек көзі жиі емес суреттеледі.
Кернеудің кемуі кедергі бойынша келесі формулалар арқылы есептеледі.
2.1 – сурет
Электр тізбегінің элементтерінің тізбектей жалғануы
Слайд 17Кихгофтың екінші заңына сәйкес электр тізбегінің кірісіндегі кернеуі тізбектегі кедергінің кернеудің
кемуінің көбейтіндісіне тең
мұндағы - эквивалентті кедергі.
Электр тізбегінің эквивалетті кедергісі n тізбектей қосылған элементтерден құрылған элементттерінің кедергілернің қосындысына тең.
Слайд 182.2 суреттегі электр тізбектегі кедергілердің параллель жалғануы көрсетілген.
Параллель тармақтағы токтар келесі
формулармен есептеледі:
Мұндағы - 1-ші, 2-ші және n-ші тармақтардың өткізгіштіктері.
Электр тізбегіндегі элементтердің параллель жалғануы
Слайд 19Кирхгофтың бірінші заңына сәйкес, сызбадағы тармақталмаған бөліктегі ток параллель қосылған токтардың
қосындысына тең.
Мұндағы,
Параллель қосылған n элементтен тұратын электр тізбегінің эквивалентті өткізгіштігі параллель қосылған элементтер өткізгіштіктерінің қосындысына тең.
Тізбектің эквивалентті кедергісі деп эквивалентті өткiзгiштіктің керi шамасына тең
Слайд 20Электр сызбасында 3 параллель қосылған кедергілер болсын, онда эквивалентті өткізгіш
Бірдей n
элементтен тұратын эквивалентті кедергісінің сызбасы бір элементтен тұратын R кедергісінен n есе кем
Слайд 21Екі параллель қосылған кедергілерден тұратын сызбаны (сурет 2.3) алайық. Кедергінің шамасы
және сызбадағы тармақталмаған бөліктегі ток белгілі. Параллель тармақтардағы токтарды
табу керек.
2.3 (сурет) Эквивалентті өткізгіштіктің сызбасы
Эквиваленттік кедергісі
Сызба
кірісіндегі кернеу
2.3 сурет
Слайд 22Параллель тармақтарындағы токтар
Осыған ұқсас
Параллель тармактағы ток сұлбаның тармақталмаған
бөлігіндегі токты қарсы жатқан кедергісіне көбейткенде, паралльлелдік тармақтар және өзінің паралелльдік тармақтары мен басқа тармақтардың қосындысының бөліндісіне тең.
Слайд 23Үшбұрыштың эквивалентті кедергісі арқылы жұлдызшаның құрылуы.
Кей сұлбада тізбектей және параллель жалғанған
кедергілер болмайды, мысалы 2.4 суретте бейнеленген көпірлік сұлба. Жоғарыда сипатталған тәсілмен эквивалентті кедергіні ЭҚК көзіне қатысты анықтауға болмайды. Егер R1-R2-R3 кедергілер үшбұрышын 1-2-3 түйіндерімен қосылған үш сәулелі кедергілер жұлдызымен алмастырсақ, онда сәулелері 0 нүктесінен шығатын 1-2-3 түйіндеріне кірсе, алынған сұлбаның эквивалентті кедергісі оңай табылады.
Слайд 24Эквивалентті кедергілер жұлдызы сәулесіннің кедергісі үшбұрыштың іргелес жақтарының кедерглерінің көбейтіндісін үшбұрыштың
барлық жақтарының қосындысына бөлгенге тең.
Көрсетілген ережелерге сәйкес, жұлдыздың сәулелер кедергісі келесі формулаллармен анықталады.
Алынған сұлбаның эквивалентті кедергісі төмендегі формулармен анықталады
R0 и Rλ1 кедергілері тізбектей жалғанған , Rλ1 + R4 и Rλ3 + R5 кедергілері бар тармақтар параллель жалғанған
Слайд 25Жұлдызша кедергісінің эквивалентті үшбұрышқа айналуы
Сызбаның жеңілдету үшін жұлдызша кедергісін эквивалентті үшбұрышқа
айналдыру тиімді.
2.5 суреттегі сызбаны қарастырайық.
R1-R2-R3 эквивалетті үшбұрыш кедергісін , 1-2-3 түйіндермен қосылған RΔ1-RΔ2-RΔ3 эквивалентті үшбұрыш кедергісіне ауыстырайық .
Слайд 26Кедергiлер жұлдызының эквивалентті үшбұрышқа өзгертуi
Эквивалентті үшбұрыш кедергілерінің жақтарының кедергісі жұлдыздың екі
іргелес жатқан сәулелерінің кедергілер қосындысы плюс осы кедергілердің көбейтіндісін қалған (қарсы жатқан) сәулеге бөлгенге тең . Үшбұрыш жақтарының кедергiлері келесі формулалармен анықталады:
Өзгертiлген сұлбаның эквивалентті кедергiсі тең: