2. sig’im va induktiv qarshiliklarga

MUSTAQIL ISHI
SXEMANING ASOSIY PASSIV ELEMENTLARI (REZISTORLAR, INDUKTIVLIK G‘ALTAKLAR, KONDENSATORLAR)NING BELGILANISHI VA XUSUSIYATLARI.
2. SIG’IM VA INDUKTIV QARSHILIKLARGA
CHASTOTA VAFAZANING TA’SIRI
3. DIOD VA TRANZISTORLI XOTIRA ELEMENTLARINING CHASTOTA VA VAQT XARAKTERISTIKALARINING O’ZARO BOG’LIQLIKLARI.
4. IDEAL TOK GENERATORA, TRANZISTORLI TOK MANBAILARI; UMUMIY ELEMENTAR ULANISHDAGI SXEMALAR, KASKAD VA KASKAD BOSHQARILUVCHI SXEMALAR; OPERATSION KUCHAYTIRGICHLAR ASOSIDAGI TOK MANBALAR
5. IMPENDANS VA TO’LIQ ELEKTR OʻTKAZUVCHANLIK HAMDA MANBA TURLARINI O’ZGARTIRISH VA QO’LLASH
Passiv elementlar
Elektr zanjirining asosiy passiv elementlari qarshilik, induktiv va sig'imli. Doimiy tokda ularning quvvat xususiyatlarini ko'rib chiqing.
Qarshilikka ega bo'lgan va oqimni cheklash uchun ishlatiladigan elektr moslamasi deyiladi qarshilik.
Idealizatsiya qilingan qarshilik modellari deyiladi qarshilik elementlari (idealizatsiya paytida rezistorlarning izolyatsiyalovchi qoplamalari, simli rezistorli ramkalar va boshqalar) orqali o'tadigan oqimlarga e'tibor berilmaydi.
Qarshilik Ohm bilan o'lchanadi: [R] \u003d \u003d V \\ A \u003d Ohm. Passiv elementlarga shuningdek induktiv element - induktivligi L bo'lgan lasan kiradi. Bobin ramkada yoki ramkasiz o'ralgan, ulanish uchun simlari bo'lgan izolyatsiya qilingan simning o'rashi deb ataladi. L - bu spiralning magnit maydonini yaratish qobiliyatini belgilaydigan parametr. Bu spiralning geometrik parametrlariga, burilishlar soniga va spiral o'ralgan yadroning magnit xususiyatlariga bog'liq.
DC qurilmalar doirasi.
Ma'lumki, elektr energiyasi bu asosiy energiya turi bo'lib, uning yordamida mexanik ish, isitish, yoritish, ba'zi moddalarni kimyoviy moddalarga aylantirish amalga oshiriladi.
To'g'ridan to'g'ri oqim keng qo'llaniladi transportda (elektr poyezdlari, tramvaylar, trolleybuslar, kon transporti), kabi elektr motorlarto'g'ridan-to'g'ri oqim keng doiradagi rotor tezligini tekis tartibga solish uchun yaxshi imkoniyatlarga ega, bu transport vositalari uchun, ayniqsa shahar transporti uchun zarur.
Elektr davri va uning elementlari
Elektr davri elektr toki, EMF (elektromotor kuch) va elektr kuchlanishi tushunchalari yordamida tasvirlash mumkin bo'lgan elektromagnit jarayonlarni tashkil etuvchi qurilmalar va ob'ektlar to'plamidir.
Tahlil qilish va hisoblash uchun elektr zanjiri uning elementlarining belgilarini va ularni ulash usullarini o'z ichiga olgan elektr zanjiri shaklida grafik tasvirlangan.
Yoritish uskunalarining ishlashini ta'minlaydigan eng oddiy elektr zanjirining elektr diagrammasi, shakl.
Elektr zanjirini tashkil etuvchi barcha qurilmalar va moslamalarni uch guruhga bo'lish mumkin:
1) elektr energiyasining manbalari (elektr ta'minoti).
Barcha quvvat manbalarining umumiy xususiyati energiyaning biron bir shaklini elektr energiyasiga aylantirishdir. Elektr bo'lmagan energiyaning elektr energiyasiga aylanishi sodir bo'lgan manbalarga asosiy manbalar deyiladi. Ikkilamchi manbalar - bu kirish va chiqishga ega bo'lgan manbalar - elektr energiyasi (masalan, rektifikatorlar).
2) elektr energiyasi iste'molchilari.
Barcha iste'molchilarning umumiy xususiyati elektr energiyasini boshqa energiya turlariga aylantirishdir (masalan, isitish moslamasi). Iste'molchilar ba'zan yuk deb nomlanadi.
3) yordamchi elektron elementlari:
ulanish simlari, kommutatsiya uskunalari, himoya vositalari, o'lchash asboblari va boshqalar, ularsiz haqiqiy sxema ishlamaydi.
Devrenning barcha elementlari bitta elektromagnit jarayon bilan qoplanadi.
Elektr qurilmalarining to'plami e bilan tavsiflangan elektr energiyasining manbalari va qabul qiluvchilardan iborat elektr zanjiri sifatida qaraladi. D. bilan., joriy Men, U kuchlanish va to'g'ridan-to'g'ri oqimga elektr qarshiligi R (doimiy oqimning elektr qurilmalari uchun). Manbalar va qabul qiluvchilar elektr energiyasi, ular asosiy elementlar elektr toki uchun yopiq yo'lni ta'minlash uchun simlar bilan bog'langan elektr davri.
Elektr zanjirining haqiqiy elementlari ekvivalent sxemada dizayn modellari bilan almashtiriladi, unda faqat muhim parametrlar va xususiyatlar hisobga olinadi. Shunday qilib, kimyoviy manba (akkumulyator) EMF E ning ideal manbai bilan almashtiriladi va r rezistor u bilan ketma-ket ulanadi, bu batareyaning ichidagi energiya yo'qotishlariga mos keladi. Ampermetr va voltmetr ularning kirish qarshiligini (RA va RV) almashtiradi. Ulanish simlari ideal yo'qotishsiz o'tkazgichlar deb hisoblanadi, ya'ni. nol qarshilikka ega.
Elektr davri tushunchasi ... Elektr davriElektr simlari bilan o'zaro bog'liq bo'lgan ishlab chiqaruvchi, qabul qiluvchi va yordamchi qurilmalar to'plamidir. Elektr zanjirlarining barcha elementlarini uch guruhga bo'lish mumkin: elektr energiyasini qabul qiluvchilar (passiv elementlar), elektr manbalari (faol elementlar) va elektr energiyasini manbalardan iste'molchilarga uzatish uchun elementlar.
Elektr sxemalari. Elektr zanjirlari (CHP) nazariyasida ular haqiqiy elektr zanjirlari bilan emas, balki ular bilan ishlaydi sxemalar.
Elektr diagrammasiHaqiqiy zanjirda yuzaga keladigan hodisalarni hisobga oladigan idealizatsiya qilingan elementlar bilan elektr zanjirining grafik tasviri.
Elektr funktsional diagrammalar qurilmaning ishlash printsipini ochib beradi.
Yordamida elektr diagrammalar sxemaning elektr elementlarini o'rnatish (ulanish) tuzilishini aks ettiradi.
Elektr zanjirlari elementlarini almashtirish sxemalari. Asosiy elektr zanjirlaridan tashqari, ular mavjud teng zanjirlar, unga ko'ra matematik tenglamalar, elektr va energiya jarayonlarining tavsiflarini tuzish eng qulaydir. Ekvivalent mikrosxemalar va sxemalarning sxematik diagrammasi orasidagi farq shundan iboratki, sxematik diagrammada haqiqiy (fizik) rezistorlar, induktiv bobinlar va kondansatörler aks ettiriladi va ekvivalent davrlarda bu haqiqiy elementlar ideal elementlarning ba'zi birlashtirilgan sxemalari bilan tasvirlanadi.
Sig‘im qarshiligi ulangan o‘zgaruvchan tok zanjiri
Elektr zanjiriga sig‘im qarshiligi ulanganda kondensator vaqti vaqtida elektr energiyasi bilan zaryadlanib, keyin so‘nib boradi. Bu jarayon g‘altakdan o‘zgaruvchan elektr toki o‘tganda, vaqti- vaqti bilan magnit energiyasi (magnit maydonining energiyasi) bilan zaryadlanib, keyin so‘nib borishiga o‘xshaydi. Sig‘im ulangan zanjirda o‘zgaruvchan tok quvvati xuddi zanjirdagi induktiv qarshilik bilan manba orasida aylanib yurganidek, kondensator bilan manba orasida aylanib yuradi, shuning uchun uni reaktiv (sig‘imli) quvvat deyiladi.
Elektr zanjiriga ulangan sig‘imli tok kuchlanishning fazasi bilan to‘g‘ri kelmaydi va undan 90° oldinga surilgan. Sig‘imli tokni induktiv tokka o‘xshatib, odatda, reaktiv tok deb aytiladi. Sig‘imli zanjirga ulangan kuchlanishning va undan o‘tayotgan sig‘im tokning miqdorini bilgan holda Om qonuniga asosan uning zanjirdagi qarshiligini quyidagicha aniqlash mumkin:
bu yerda: U – zanjir uchlaridagi kuchlanish, V; Ic – sig‘imli tok, A; xc – zanjirning qarshiligi, Om. Bu qarshilikni sig‘imli yoki reaktiv qarshilik deb ataladi. U quyidagicha ifodalanadi:
bu yerda: ω – o‘zgaruvchan tokning burchak tezligi; ω = 6,28 f; f – o‘zgaruvchan tokning tebranishi, Hz; C – kondensatorning sig‘imi, F.
Aktiv qarshilik va induktiv ulangan tok zanjiri
o‘zgaruvchan elektr zanjiriga simdan tayyorlangan g‘altak va ma’lum aktiv qarshilik ketma-ket ulangan. G‘altakning induktivligi L bilan, aktiv qarshiligi r bilan belgilangan. Induktiv qarshilik xL = ω L. Aktiv va induktiv qarshiliklarni alohida ko‘rsatishimiz yoki to‘liq qarshiligi Z qilib belgilashimiz mumkin: Тo‘liq qarshilik
Z = r 2+xL,2 Om.
Тo‘liq qarshilik orqali aktiv qarshilik quyidagicha hisoblanadi: r = z·cosϕ.
Zanjirdan o‘tayotgan tok kuchlanish bilan fazasi bo‘yicha to‘g‘ri kelmaydi, chunki zanjirga induktiv qarshilik ulangan. Aktiv va induktiv qarshiliklarning miqdoriga qarab fazalar orasidagi burchak har xil bo‘lishi mumkin. Agarda o‘zgaruvchan tok zanjirida aktiv qarshilik bo‘lsa, tok bilan kuchlanish fazalari bir-biriga to‘g‘ri keladi. Agarda elektr zanjiriga faqat induktiv qarshilik ulangan bo‘lsa, elektr tok fazasi bilan kuchlanish fazasi orasida 90° li burchak hosil bo‘ladi, ya’ni tok kuchlanishdan 90° ga orqada qoladi. Agarda elektr zanjiriga aktiv va induktiv qarshiliklar ulangan bo‘lsa, elektr toki fazasi bilan kuchlanish fazasi orasida ma’lum burchak hosil bo‘ladi, ya’ni tok kuchlanishdan ma’lum burchakka orqada qoladi.
Zanjirga ulangan kuchlanish va undan o‘tayotgan to‘liq tok orqali to‘liq quvvatni quyidagicha aniqlanadi:
Generator rotorining bir minutdagi aylanishi quyidagi formula bo‘yicha topiladi:
Bu formuladan ma’lumki, generatorda o‘zgaruvchan tokning chastotasi rotorning aylanish tezligi o‘zgarishi bilan o‘zgaradi. Rotor qanday chastota bilan aylansa, magnit maydonining yig‘indisi ham shunday chastota bilan aylanadi. Shuning uchun ham bunday mashina sinxron generator deb ataladi. Sinxron generatorning tuzilish sxemasi ko‘rsatilgan.
Sinxron generatorlar turbo, gidro va dizel generatorlarga bo‘linadi. Тurbogeneratorlar bug‘ yoki gaz turbinalari bilan birga tayyorlanib, qutblari bo‘linmaydi. Ularning o‘qlari gorizontal holatda joylashgan. Elektrostansiyalarda o‘rnatiladigan generatordagi rotorlar o‘qlarining diametrlari mexanik qattiqlikni hisobga olib, 1—1,5 m bo‘ladi. Rotorning uzunligi o‘q egilishini hisobga olgan holda 7,5–8,5 m ni tashkil etadi. Тurbogeneratorlarni suv va vodorod bilan sovitish hisobiga 800–1200 MW quvvatga ega bo‘lgan generatorlar ishlab chiqilgan.
1 MW = 1000 kW = 1000000 W.
Gidrogeneratorlar suv kuchi bilan aylantiriladi. Ularning bir minutda aylanish chastotasi 50–500 ayl/min bo‘ladi. Bu generatorning qutblarini ko‘p qutbli qilib ishlab chiqariladi va quvvatlari 500 MW gacha, rotorning diametri 15 metr, uzunligi esa 2 metr bo‘ladi. Kuchli gidrogeneratorlarning o‘qlari vertical holatda ishlab chiqariladi.
Dioddeb odatda bir yoki bir necha elektr o'tishlar va tashqi zanjirga ulanish uchun ikkita chiqishga ega bo'lgan elektr o'zgartirgich asbobga aytiladi. Yarim o'tkazgichli diodlar ma'lumotnomalarda radioelektron apparaturalarda qo'llanilish sohalari yoki vazifasiga ko'ra sinflanadilar.
To'g'rilovchi diodlar kuchlanish manbai o'zgaruvchan kuchlanishini o'zgarmasga o'girishda qo'llaniladi. To'g'rilovchi diodlarning asosiy xossasi– bir tomonlama o'tkazuvchanlik bo'lib,
uning mavjudligi to'g'rilash effekti bilan aniqlanadi.
To'g'rilovchi diodlarning ishlatilish chastota diapazoni juda keng. Shu sababli ular ishchi chastota diapazoni bo'yicha sinflanadilar.
Yarim o`tkazgichli xotira elementlari. Aytib o`tilgandek “YOKI-YO`Q”, “VA-YO`Q” mantiqiy sxemalarida kombinasiyalash yo`li bilan “XOTIRA” qurilmalarini hosil qilish mumkin. Bunday qurilmalarga triggerlar deb ataladi. Trigger ikkita turg`un muallak holatga ega bo`la oladigan va kirish (boshqarish) signali ma`lum darajadan oshganda bir holatdan ikkinchi holatga sakrab o`tadigan qurilmaga aytiladi. Triggerlar ikki sinfga bo`linadi: Simmetrik va Nosimmetrik. Xotira qurilmalarida asosan simmetrik triggerlar qo`llaniladi. Simmetrik triggerlarda birinchi mantiqiy sxemani chiqishi ikkinchisini kirishi bilan ikkinchisini chiqishi esa birinchisini kirishi bilan bog`langan bo`ladi.
1–rasmda ikkita bir hil tranzistorli sxemalar asosida qurilgan ikkita kirishli “YOKI-YO`Q” operasiyasini bajaradigan simmetrik triggerni strukturaviy (a) va prinspial (b) sxemalari ko`rsatilgan.
1(a)-rasmda chiqish С1 kirish A2 bilan kirish A1 chiqish C2 bilan tutashtirilgan. Qolgan B1 va B2 kirishlar triggerni boshqarish uchun lashlatiladi. Trigger ikkisistabil yacheyka (b-rasm) sifatida Т1 va Т3 tranzistorlardan tuzilgan: Т1 tranzistorga chiqish (kollektor) Т3 tranzistorni kirish (baza) bilan, Т3 tranzistorni chiqish esa Т1 tranzistorni kirish (baza) bilan tutashgan. Trigger ikki turg`un holatda hohlagancha vaqt turishi mumkin. Bunday holatlar uchun 1) T1- yopiq, T3-ochiq; 2) T1-ochiq, T3-yopiq. Shunday qilib simmetrik triggerga elektrik asimetriya (rejim ma`nosida) mos keladi. Triggerda chiqsh potensiali ikki hil holatda bo`ladi, birinchisi mantiqiy 1ga, ikkinchisi mantiqiy 0ga to`g`ri keladi. Triggerda o`rnatilgan holat uni kirishdagi signal o`zgarmaguncha saqlab qoladi. Trigger boshqa holatga yordamchi boshqaruvchi kirishlar hisoblanadi. Bunday boshqarish trigger ishini ajrim boshqarish deb ataladi.
Mantiqiy elementlar ko`pincha kontaksiz asboblar asosida tuzilib, dastur bilan boshqariluvchi sistemarlida qo`llaniladi. Bu elementlar bilan VA, YO`Q va XOTIRA mantiqiy funksiyalarini bajarish mumkin. Mantiqiy element VA dan chiqish signali olish uchun uning birinchi va boshqa hamma kirishlariga signal berishlari zarur. 2-rasmda tranzistorlar (a) va yarimo`tkazgichli dioddan (b) tuzilgan “VA” mantiqiy elementllarini sxemasi ko`rsatilgan.
2-rasm. a-tranzistordan; b-yarimo`tkazgichli dioddan tuzilgan VA mantiqiy elementlarini sxemalari.
2-rasm. a-uchun element chiqishidan musbat potensial olish uchun hamma tranzistorlar bazasiga manfiy potensialli ilpulslar berish kerak bo`ladi.
2-rasm. b-uchun esa kirish qismlariga musbat signal berilsa, uning chiqish qismlarida ham signal hosil bo`ladi. “YOKI” funksiyasini bajaruvchi mantiqiy element bir necha kirish va bitta chiqish qismiga ega bo`ladi. Bunda chiqish signalini olish uchun kirish qismlarini biri yoki hammasiga signal berish zarur.
3-rasm. Tranzistorlardan tuzilgan “YOKI” elementini sxemasi.
4-rasm. Tranzistorlardan tuzilgan “YO`Q” elementini sxemasi.
Bunda tranzistorlardan bittasini yoki hammasining bazasiga manfiy signal berilsa, u holda elementning chiqish qismida signal hosil bo`ladi. Inversiya yoki mantiqiy inkor etish funksiyasi “YO`Q” operasiyasi deb ataladi. Bu operasiyaning boshqarilish sxemasi 4-rasmda ko`rsatilgan.
Bu erda kirishdagi signal “1” bo`lsa chiqishdagi “0” bo`ladi. Kirishdagi “0” bo`lsa chiqishdagi “1” bo`ladi, yani kirishdagi kuchlanish nolga teng bo`lganda tranzistor yopiq, EK kuchlanish chiqishdagi kuchlanishga teng. Kirishga signal berilganda tranzistor ochilib, undan va qarshilik RK dan tok o`tadi va RK qarshilikda kuchlanish pasayuvi hosil bo`ladi. Chiqishdagi kuchlanish U(chiq) ning qiymati kichik, yani “0” bo`ladi.
Ideal tok generatori — ideal tokni generatsiyalaydigan (hosil qiladigan) elektr mashina. Asosan, stator, yakor (rotor) va chulgʻamlar (sim oʻramlari)dan iborat. Aylanuvchi qismi (yakori)ning chulgʻamida induksiyalanuvchi oʻzgaruvchan tokni ideal tokka oʻzgartiradi. Ideal tok generatori g . ning uygʻotish tizimiga bogʻliq boʻladi. Oʻz-oʻzidan uygʻotishli, mustaqil uygʻotishli va aralash uygʻotishli Ideal tok generatorig .lari mavjud. Ideal tok generatorig . bir necha Vt dan bir necha ming kVt gacha quvvatga, bir necha V dan bir necha ming V gacha kuchlanishga moʻljallab ishlab chiqariladi. Ideal tok generatorig . prokat stanlarida, aerodinamik trubalarda, ekskavatorlar va boshqalarda ishlatiladi
Tranzistor- ishlaydigan va boshqaradigan uchta kontaktga ega mahkamlangan yoki mahkam bulmagan yarim o’tkazgichli eliktr qurilmasi. asosiy xususiyati triodning ishi bilan bir xil. o’zgarish parametrlarini ishchi eliktrodlari bilan nazorat signallari yordamida o’zgartiradi. 1948 – yili D.Bardin va V.Bratteyn nuqtali n-p o’tishlar bilan ishlab turib ikki n-p o’tishli qurilma quvvati buyicha elektr tebranishlarni kuchaytirish qobilyatiga egaligini guvohi bo’lishdi.
Bu qurulmani ular