Tok manbalari va elektr karshiliklarni uzaro ketma-ket ulash

TOK MANBALARI VA ELEKTR KARSHILIKLARNI UZARO KETMA-KET ULASH.

3.1. Induktsiya maydoni kuchlanganligining ε ushbu maydon ta’siridagi utkazgich uzunligia (AB) kupaytmasi induktsiyaning elektr yurituvchi kuchini Ye (EYuK) belgilaydi.

E = ε_il
Maydon kuchlanganligi mikdor jixatidan birlik zaryadga maydon ta’sir etayotgan kuchga teng bulgani sababli, e.yu.k. mikdor jixatdan indkutiv kuchlar birlik zaryadni (AB) uchastkada kuchirganda bajargan ishiga teng. Elektr yurituvchi kuchlar kuchlanishlar bilan bir xil Volьt ulchov birliklarida ulchanadi.
Elektr yurituvchi kuch Ye manbaning manfiy kutbidan musbat kutbiga karab yunalgan buladi.
Elektr utkazuvchanlik Om, Joulь-Lents va Kirxgof konunlari.
4.1. Zanjirning bir kismi uchun Om konuni: Utkazgichdan okib utayotgan tok kuchi kuchlanishga tugri, zanjir karshiligiga teskari proportsionaldir.
Elektr karshiligining ulchov birligi V/A = Om bulib, bunda 1 V kuchlanishda 1 A tok okib utgan utkazgich karshiligi 1 Omga teng buladi.
Karshilikka teskari kattalik utkazuvchanlik buladi.
g = 1/R; g = 1/Om = Sm.
Utkazuvchanlikning ulchov birligi Simens deb ataladi.
Utkazgichlarning temperaturaviy xarakteristikalari xar kanday elektrotexnik kurilmalarni yaratishda xisobga olinadigan asosiy parametrlardan biri bulib xisoblanadi. Djoulь-Lents konuni buyicha ( I ) 1 A uzgarmas tok okib utayotgan ( r ) 1 Om karshilikka ega bulgan utkazgichdan ( t ) 1 sek vakt davomida ajralib chikayotgan issiklik mikdori ( Q ) 1 dj ga teng.
Ushbu ajralib chikayotgan issiklik amaliy maksadlarda ishlatilishi yoki atrof muxitga befoyda tarkalib ketishi (isrof) ga karab katta yoki kichik elektr karshilikga ega bulgan utkazgichlar tanlanadi. Masalan elektr pechlari uchun katta elektr karshilikga ega bulgan utkazgichlar tanlansa, elektr energiyasini uzatish uchun liniyalarga imkon darajasida kichik elektr karshilikga ega bulgan utkazgichlar tanlanadi.
Utkazgich materiallar nisbiy karshilik yoki unga teskari bulgan nisbiy utkazuvchanlik bilan ta’riflanadi. Agar utkazgich 1m uzunlikda bir xil kundalang kesim yuzaga S (mm² ) ega bulsa, uning karshiligi:
4.2. Kirxgofning birinchi konuni: Elektr zanjirining bir tuguniga kirayotgan toklar yigindisi, shu tugundan chikayotgan toklar yigindisiga teng.
Aktiv va reaktiv qarshiliklari o’zaro ketma-ket ulangan zanjir Kuchlanishlar rezonansi Aktiv va reaktiv qarshiliklari o’zaro parallel ulangan zanjir Toklar rezonansi Aktiv va reaktiv qarshiliklari o’zaro ketma-ket ulangan zanjir Elementlari (R, L, C) o’zaro ketma-ket ulangan zanjirga berilgan kuchlanish uchta tashkil etuvchidan iborat; 1) aktiv qarshilikdagi kuchlanishning pasayishi UR = i R; 2) induktiv g’altakdagi o’zinduktsiya EYuK-ni muvozanatlovchi kuchlanish UL=-eL; 3) kondensatorning qoplamalaridagi kuchlanish Uc. Mazkur zanjirning elektr muvozanat tenglamasi Kirxgofning ikkinchi qonuniga binoan quyidagicha ifodalanadi: u=uR+uL+ uC Ifodaga binoan zanjirdagi kuchlanishning o’zgarishi u=URmsinwt+ ULmsin(wt+900 ) + UCmsin(wt-900 )* Um sin(wt+j) Bunda faza siljish burchagi j ning ishorasi zanjirdagi reaktiv harshiliklardan birining kattaligiga bog’liq Aktiv va reaktiv qarshiliklari o’zaro ketma-ket ulangan zanjirning vektor diagrammasi rasm-15-da ko’rsatilgan. 15-Rasm. Aktiv va reaktiv qarshiliklari ketma-ket ulangan zanjir Tok zanjirning barcha elementlari uchun bir xil qiymatga ega bo’lgani uchun u bosh vektor tarzida olingan. Aktiv qarshilikdagi kuchlanish vektori (ŪR=Ī×R) tok vektori (I) bilan fazalar bo’yicha mos tushadi; induktiv g’altakdagi kuchlanish vektori (ŪL) tok vektoridan 900 ilgari keladi; kondensatordagi kuchlanish (Ūc) tok vektoridan 900 kechikadi. Demak, reaktiv kuchlanish vektorlari ŪL va Ūc uzaro qarama-qarshi yo’nalgan bo’lib, ular orasidagi burchak 1800 tashkil etadi. Bundan ko’rinadiki, zanjirga berilgan kuchlanishning qiymati uning ayrim qismlaridagi kuchlanishlarning geometrik yig’indisiga teng, ya’ni 20 Ū = ŪR + ŪL + Ūc R, L, C elementlari o’zaro ketma-ket ulangan zanjirni tahlil qilish natijasida quyidagi xulosaga kelish mumkin. 1. Agar XL>Xc (ya’ni UL>Uc) bo’lsa (rasm-15 b) zanjirga berilgan kuchlanish tokdan faza bo’yicha ju burchakka ilgarilab keladi: U = Um sin(wt + ju); ju > 0 2. Agar XLvs bo’lsa zanjirdagi umumiy tok kuchlanish U-dan faza bo’yicha j burchakka kechikadi (rasm-14 b). I = Im sin(wt - j), j > 0 2. Agar vL< vc bulsa, zanjirdagi umumiy tok I kuchlanish U-dan faza bo’yicha j burchakka ilgarilab keladi. I = Im sin(wt + j), j>0 Birinchi xolda zanjir aktiv-induktiv, ikkinchi xolda esa aktiv-sig’im xarakteriga ega hisoblanadi. Agar vL< vc bo’lsa, IL= Ic bo’lib, zanjirda toklar rezonans xodisasi ro’y beradi. Toklar rezonansi Toklar rezonansi xodisasi R (g), L, C elementlari o’zaro parallel ulangan o’zgaruvchan tok zanjirida yuzaga keladi. Buning uchun reaktiv elementlarining o’tkazuvchanliklari o’zaro teng (bL= bs) bo’lishi kerak. U xolda zanjirdagi tok Om qonuniga binoan I = U× 2 2 ( ) g + bL - bC =U×g Rezonans paytida zanjirdagi tok aktiv o’tkazuvchanlik bilan cheklanib, o’zining minimal qiymatiga erishadi va kuchlanish bilan faza bo’yicha mos tushadi (j = 0). 18-Rasm. Toklar rezonansi holatiga mos vektor diagramma. Rezonans paytida qarama-qarshi fazada bo’lgan reaktiv toklar IL va Is o’zaro teng bo’lib, bir-birini to’la kompensatsiyalaydi. Rezonans shartiga (bL= bs) ko’ra - U ×bL= - U ×bc, demak I L= I c Reaktiv toklar o’zaro kompensatsiyalangani tufayli zanjir aktiv xarakterga ega bo’lib, uning kuvvat koeffitsienti cosj =1 bo’ladi. Rezonans paytida reaktiv toklar IL va Is zanjirdagi umumiy tok I-dan bir qancha katta bo’lishi mumkin. SHuning uchun ham bu xodisa toklar rezonansi deyiladi. Konturdagi tok (I=Ig) rezonans chastotada boshqa chastotalarga nisbatan minimal qiymatiga erishadi. Sinov savollari 1. Kuchlanishlar rezonansi qanday zanjirlarda hosil bo’ladi? 2. Rezonansning ahamiyati. 23 3. toklar rezonansi qanday zanjirlarda hosil bo’ladi? 4. Rezonansning asosiy sharti nima? 6- Ma’ruza O’zgaruvchan tok quvvati O’zgaruvchan tok zanjirida aktiv R, reaktiv Q va to’la quvvat S. S I sistemasida aktiv quvvat (Vt) yoki (kVt) kilovatt reaktiv quvvat volьtamper reaktiv (VAR) yoki kilovolьt-amper reaktiv (kVAR), to’la quvvat volьtamper (VA) yoki kilovolьt-amper (kVA) birlikda o’lchanadi. a) To’la quvvat (S=U×I) energetik qurilmalar (elektr mashinalar, transformatorlar, uzatish liniyalari va hokazolar) ning ishlatilishi mobaynida nominal kuchlanish Un va nominal tok In bo’yicha bera oladigan eng katta elektr quvvati hisoblanadi. b) Aktiv quvvat (R=U×I×cos j) iste’mol qilinayotgan elektr energiyasining boshqa tur energiyaga (foydali ishga) aylanish jadalligini ko’rsatadi. v) cos j-quvvat koeffitsienti to’la quvvatning qanday qismi foydali ishga (ya’ni aktiv quvvatga) sarf bo’lganligini ko’rsatadi. Tok bilan kuchlanish orasidagi (j) faza siljish burchagi qanchalik kichik bo’lsa, bu miqdor shunchalik katta bo’ladi. Ammo, tok zanjiri energiya to’plovchi reaktiv L va C elementlarga ega bo’lganligi uchun hamma vaqt sosj0 bo’lganda musbat (induktiv rejim QL), j0, ya’ni energiya zanjirga keladi va magnit maydon energiyasiga aylantiriladi. Tok kamayishida kuchlanish tok yo’nalashiga qarshi harakat qiladi; o’zinduktsiya EYuK-si tok yo’nalishida harakat qiladi; r = u×i
Fazalarga bir xil qarshiliklar ulangan xolda fazalar yuklamasi bir tekis bo’lganda toklar oniy qiymatlarining yig’indisi nolga teng bo’ladi. Demak bu holda nol simning bo’lishiga ehtiyoj qolmaydi va uch fazali sistemani nolsiz ulash mumkin bo’ladi. Sanoat yuklamasi ko’pchilik hollarda bir tekis bo’ladi, ammo yoritish yuklamasini fazalarda yuklama bir tekis bo’ladigan qilish qiyin. Fazalar notekis yuklama olganda fazalar orasidagi kuchlanishni bir tekis taqsimlash uchun nol sim kerak bo’ladi. Agar fazalardagi yuklama bir tekis bo’lmaganda nol sim uzib qo’yilsa, u xolda yuklama ko’p tushgan fazalardagi, ya’ni kam qarshilikli fazalardagi kuchlanishlar normadagidan past bo’ladi, yuklamasi kam bo’lgan fazalardagi kuchlanishi normadan ortiq bo’lib, lampochka kuyishi mumkin. Nol simning ko’ndalang kesimi liniya simining ko’ndalang kesimidan taxminan ikki marta kichik bo’ladi, chunki nol simdan fazalardagi yuklama bir tekis bo’lmay qolganligidan o’tadigan tenglashtiruvchi toklargina oqadi. SHuni aytish kerakki, bir tekis sanoat yuklamalari, masalan uch fazali dvigatellar uchun nol simning keragi yo’q va uni o’tkazmaydi ham. Fazadan chiquvchi tok liniya simiga tushadi. SHuning uchun If=Il ya’ni faza va liniya toklari bir-biriga teng bo’lib uch fazali zanjirda bir xil tok bo’ladi. Nol simli yulduz usulida ulashda energiya iste’molchisi uning qanday nominal kuchlanishga mo’ljallanganiga qarab liniya kuchlanishiga ham, faza kuchlanishiga qo’shiladi. Masalan, sanoat qurilmalarida asinxron dvigatel 380 V-li liniya kuchlanishiga, yoritish lampochkalari 220 V-li faza kuchlanishiga ulanadi. 8-Ma’ruza Manba va iste’molchilarni uch simli yulduz usulida ulash Iste’molchilarni uchburchak usulida ulash Uch fazali zanjirlarning quvvati Manba va iste’molchilarning uch simli yulduz usulda ulash Generatorning fazalariga ulanadigan qarshiliklar o’zaro teng (ZA=ZB=ZC) va bir xil xarakterga, ya’ni bir xil sig’im va induktivlikka ega bo’lsa, bunday yuklama simmetrik hisoblanadi. Simmetrik yuklamada liniya toklarining geometrik yig’indisi nolga teng, ya’ni 30 Ī0 = ĪA + ĪV + ĪS = 0 25-Rasm. Manba va iste’molchilarni uch simli yulduz usulida ulash. 25-rasmda ko’rsatilgan vektor diagrammasidan ko’rinadiki, simmetrik yuklamada nolinchi simdan tok o’tmaydi. U holda nolinchi simga ehtiyoj qolmaydi, manba va iste’molchini uch simli yulduz usulida ulash mumkin bo’ladi. Uch fazali simmetrik iste’molchilarga uch fazali simmetrik yuklamada hosil qiluvchi barcha iste’molchilar misol bo’ladi. MS. Uch simli sistemada neytral simni yerga ulash nima uchun zarur? Iste’molchilarni uchburchak usulida ulash Uch fazali tok faza bo’yicha bir-biriga nisbatan 1200 siljigan bir xil davrli (yoki bir xil chastotali) uchta tok sistemasi. Generator statori (yakori) chulg’amlarida induktsiyalanadigan uchta EYuK-ni faza bo’yicha bir-biriga nisbatan 1200 burchakka siljigan sinusoidalar tarzida tasvirlanadi. Bunday sinusoidalarning stator chulg’amlaridagi EYuK-ning amplituda qiymatini biror masshtabda tasvirlaydigan va bir-biriga nisbatan 1200 burchakka siljigan uchta vektorni aylantirish yo’li bilan hosil qilinadi. Uch fazali zanjirlarning uchburchak usulida ulashda birinchi fazaning oxiri ikkinchi fazaning boshi bilan, ikkinchi fazaning oxiri uchinchi fazaning boshi bilan, uchinchi fazaning oxiri birinchi fazaning boshi bilan ulanadi. Fazalarning ulanish tugunlariga liniya simlari ulanadi. 26-rasmdagi sxemadan ko’rinadiki, iste’molchilar faza qarshiliklari ZAV, ZVS, ZSA har juft A-V, V-S, S-A liniya simlariga ulangan. 26-Rasm. Iste’molchilarni uchburchak usulida ulash. Demak, iste’molchi uchburchak usulda ulanganda uning har bir fazasi manbaning liniya kuchlanishiga ulanar ekan. Bunday ulash sxemasida liniya va faza kuchlanishlari o’zaro teng bo’ladi: 31 Ul=Uf Iste’molchining faza qarshiliklari yulduz yoki uchburchak usulida ulash liniya kuchlanishining qiymatiga va iste’molchining qanday nominal kuchlanishga mo’ljallanganiga bog’liq. Masalan: pasportida «Y¤Δ-380¤220» yozuvi bo’lgan uch fazali asinxron dvigatelni liniya kuchlanishi Ul= 380 v-li tarmoqqa yulduz usulida, liniya kuchlanishi Ul= 220 v-li tarmoqqa esa uchburchak usulida ulash mumkin. Agar Ul=380 v-li tarmoqqa uchburchak usulda ulansa, Unom = Ul= 380 v bo’lib, stator chulg’amlari kuyib ketadi. Agar Ul= 220 v-li tarmoqqa yulduz usulda ulansa, Unom= Uf =127 v bo’lib, dvigatelь to’la quvvat bilan ishlamaydi. Faza va liniya orasidagi nisbat. Uchburchak usulida ulashda faza va liniya toklarining teng emasligi 24–rasmdagi sxemadan ko’rinib turibdi. Bu toklar orasidagi nisbatni aniqlash uchun Kirxgofning birinchi qonuniga asosan A, V, S tugunlar uchun quyidagi tenglamani tuzamiz: ĪA = ĪAV - ĪSA; Īv = ĪVS - ĪAV; Īs = ĪSA - ĪVS Liniya toklari faza toklarining geometrik ayirmasiga teng. 27-rasmda aktiv induktiv xarakterdagi simmetrik yuklama uchun liniya va faza kuchlanishlari hamda toklarining vektor diagrammasi ko’rsatilgan. Ushbu vektorlar diagrammasidan ko’rinadiki, uchchala liniya toklari (IA Iv Is) o’zaro teng va faza bo’yicha kuchlanishlardan 300 -ga kechikadi. Iste’molchilarni uch burchak usulda ulanganda liniya toklari faza toklaridan 3 marta katta bo’ladi. Yuklama simmetrik bo’lganda har bir liniya toki alohida o’lchanadi yoki ma’lum faza toklari bo’yicha tok va kuchlanishlarning vektor diagrammasini tegishli masshtabda qurib aniqlanadi. Uch fazali zanjirlarning kuvvati Yuklama nosimmetrik bo’lganda har bir fazaning quvvati alohida hisoblab topiladi. Aktiv kuvvat: PA = UA IA cos jA RAV=UAB×IAB×cosjAB PB=UB×IB×cosjB RVC=UBC×IBC×cosjBC PC=UC×IC×cosjC RCA=UCA×ICA×cosjCA Uch fazali zanjirning aktiv quvvati alohida fazalar aktiv quvvatlarining yig’indisiga teng, ya’ni R=RA+RV+RS R=RAV+RVS+RSA 32 Reaktiv kuvvat: QA=UA×IA×sinjA QAB=UAB×IAB×sinjAB QB=UB×IB×sinjB QBC=UBC×IBC×sinjBC QC=UC×IC×sinjC QCA=UCA×ICA×sinjCA Uch fazali zanjirning reaktiv quvvati alohida fazalar reaktiv quvvatlarining yig’indisiga teng, ya’ni Q٨=QA+QB+QC QD=QAB+QBC+QCA Tula kuvvat: SA= 2 2 RA + QA , SB= 2 2 RV + QV , SC= 2 2 RS + QS , SAB= 2 2 RAB + QAB , SBS= 2 2 RBS + QBS , SSA= 2 2 RSA + QSA Uch fazali zanjirning to’la quvvati S٨= 2 2 Rl + Ql SD= 2 2 RD + QD Yuklama simmetrik bo’lganda IA=IB=IC=If Rf=Uf×If×sosjf R٨=3×Uf×If×sosjf=3×Rf Q٨=3×Qf=3Uf×If×sinjf S٨=3×Sf=3×Uf×If Iste’molchi yulduz usulida ulanganda; Il=If va Ul= 3Uf Uchburchak usulda ulanganda; Il= 3 If va Ul= Uf ekanligini hisobga olib, aktiv, reaktiv va to’la quvvatlarni aniqlashning quyidagi umumlashgan ifodalarini yozish mumkin: P = 3Ul×Il×cosjf Q = 3Ul×Il×sinjf S = 3Ul×Il Yuklama qarshiliklarini yulduz usuldan uchburchak usuliga va aksincha o’tkazib ulash amalda uchrab turadi. Masalan: uch fazali elektr pechining haroratini rostlash maqsadida Δ-dan Υ-ga o’tkazib ulanadi. Ammo bunda pechning quvvati uch marta kamayadi. Agarda Υ dan Δ-ga o’tkazib ulansa, pechning quvvati uch marta ortadi. Xaqiqatdan ham, yulduz usulida ulanganda: If=Υ Uchburchak usulda ulanganda esa: UfD= 3 Ufl; IfD= f f R 3U l ; RD=3UfD IfD=9 f f R U 2 l bo’ladi. 33 Yulduz va uchburchak tarzida ulangan tarmoqlarni o’zaro almashtirish Murakkab elektr zanjirlarni turli usullar bilan hisoblashda ba’zan zanjirning yoki uning bir qismini ekvivalent qarshiligini ixtiyoriy olingan ikkita tugunga nisbatan aniqlash zarur bo’ladi, ammo barcha hollarda ham murakkab ulashni oddiy ketma ket yoki parallel ulash bilan almashtirib bo’lmaydi. Agar zanjirning bir qismi yulduz usulida ulangan R1 R2 va R3 qarshiliklar va ularga tashqi zanjirdan ihtiyoriy I1 I2 va I3 toklar kelayotgan bo’lsa, shu zanjirga ekvivalent bo’lgan uchburchak usulida ulangan zanjir, qarshiliklari R12; R23; R31 bo’lgan 1,2 va 3 tugunlar ichiga joylashgan bo’lib, butunlay yangi rejimda ishlaydi, lekin butun zanjirning ish rejimini o’zgartirmaydi. Qarshiliklari yulduz tarzida ulangan zanjirni qarshiliklari uchburchak tarzida ulangan ekvivalent zanjirga almashtirishni ikkita sharti mavjud, ya’ni: 1. 1,2 va 3 tugunlarga kelayotgan I1 I2 va I3 toklar o’zlarining avvalgi yo’nalishlarini va miqdorlarini saqlashlari shart, ya’ni: I1=I12-I31 I2=I23-I12 I3=I31-I23 I1+I2+I3=0 1. Tugunlar orasidagi U12 U23 U31 kuchlanishlar o’zlarining avvalgi yo’nalishlari va miqdorini o’zgartirmasligi shart, ya’ni: U12=U1-U2 U23=U2-U3 U31=U3-U1 U12+U23+U31=0 Yuqoridagi ikkala tenglamalar sistemasini birgalikda yechib, yulduz tarzida ulangan zanjir qarshiliklari R1 R2 va R3 bo’yicha unga ekvivalent bo’lgan uchburchak tarzida ulangan zanjir qarshiliklari R12 R23 va R31 aniqlash mumkin, ya’ni: 7-Rasm R12=R1+R2+ 3 1 2 R R R R23=R2+R3+ 1 2 3 R R R R31=R3+R1+ 2 3 1 R R R 34 Huddi shu yo’l bilan uchburchak usulida ulangan zanjir qarshiliklarini, o’sha zanjir qarshiliklari R12 R23 va R31 ga ekvivalent bo’lgan R1 R2 va R3 qarshiliklari yulduz usulida ulangan zanjirga almashtirish mumkin, bunda quyidagi shartlar bajarilishi kerak, ya’ni: 2.1-Masala. Rasm-2.3.a. da berilgan zanjir uchun ekvivalent induktivlikni aniqlang. Zanjir parametrlari quyidagicha: L1=L4=2 Gn; L2=L3=4 Gn Yechish: 1. Zanjirdagi yulduz usulida ulangan L1, L2 va L3 induktivliklarni. uchburchak usulida ulangan ekvivalent sxemaga almashtiramiz (Rasm-1,4 b): L12=L1+L2+L1L2/L3=2+4+2×4/4=8 Gn L23=L2+L3+L2×L3/L1=4+4+4×4/2=16 Gn L31=L3+L1+L3L1/L2=4+2+4×2/4=8 Gn 2. L4 va L12 induktivliklar parallel ulangani uchun ularga ekvivalent bo’lgan induktivlikni topamiz: L124= 1,6 2 8 2 8 4 12 4 12 = + × = + × L L L L Gn. 3. Butun zanjirlarni ekvivalent induktivligini topamiz: L'23=L124+L23=1,6+16=17,6 Gn Lekv= = + × = + × 8 17,6 8 17,6 1 31 23 1 31 23 L L L L 5,5 Gn Sinov savollari 1. +arshiliklar ketma-ket, parallel va aralash ulanganda zanjirning ekvivalent qarshiligi qanday hisoblanadi? 2. Elektr energiya manbalari ketma-ket yoki paralel ulanganda uning quvvati qanday o’zgaradi? 3. «Yulduz» va «Uchburchak» tarzida ulangan tarmoqlarni o’zaro almashtirishni qanday shartlari bor? 4. Aralash ulanganda manbaning ichki qarshiligi qanday aniqlanadi? 5. Uch fazali zanjirlarni qanday ulanish usullari mavjud va ular qanday hollarda qo’llaniladi? R1= 12 23 31 12 31 R R R R R + + R2= 12 23 31 12 23 R R R R R + + R3= 12 23 31 23 31 R R R R R + + 8-Rasm 35 6. Nolь simning vazifasi nima? 7. Simmetrik va nosimmetrik yuklama nima? 8. +anday hollarda uch fazali tok va kuchlanishlar simmetrik sistemani tashkil qiladi? 9. Agar uch fazali iste’molchi yulduz sxemadan uchburchakka o’tkazib ulansa. uch fazali simmetrik zanjirning faza toklari va kuchlanishlari qanday o’zgaradi. 10.Nima uchun uch fazali to’rt simli liniyalarda neytral simning diametri faza simlarining diametridan kichik qilib yasaladi? 9-Ma’ruza Elektr o’lchovlar va o’lchash asboblari Umumiy tushunchalar. O’lchash vositalarining tasnifi (klassifikatsiyasi). O’lchash vositalarining tavsifi. Elektr o’lchash usullari va xatoliklari. Tok kuchi, kuchlanish va elektr qarshiliklarni o’lchash. O’zgaruvchan kuchlanish va tok kuchini o’lchash. O’lchash vositalarining tasnifi (klassifikatsiyasi). O’lchash bu o’lchov va o’lchash asboblari yordamida tajriba yo’li bilan fizik kattaliklarni topishdir. O’lchash axboroti signalini kuzatish va bevosita o’zlashtirishga mo’ljallangan vositaga o’lchash asbobi deyiladi. Elektr o’lchash asbobi ikki guruxga bo’linadi: bevosita baholash asboblari va solishtirish asboblari. Ampermetr, volьtmetr, ommetr va x.k. Bular bevosita baholash asboblaridir. Bu asboblarda o’lchanayotgan kattalikning qimatini shkalaga qarab aniqlash mumkin. Solishtirish asboblarida (ko’prik, kompensator)o’lchanayotgan kattalikning qiymati o’lchov bilan solishtiriladi. Ular aniq o’lchash ishlarida ishlatiladi. Har qanday o’lchashning natijasi o’lchanayotgan kattalikning o’lchab olingan qiymati bilan haqiqiy qiymati orasidagi farq o’lchashning mutlaq xatoligi deyiladi: A=Ao’-Ah Bunda: Ao’ –kattalikning o’lchab olingan qiymati; Ah- kattalikning xaqiqiy qiymati; A- mutlaq xatolik. Mutlaq xatolikning o’lchanayotgan kattalikning xaqiqiy qiymatiga nisbati nisbiy xatolik deyiladi va foiz orqali ifodalanadi: b= DA/Ax ×100 % Mutlaq xatolikning asbobning maksimal qiymatiga nisbati keltirilgan xatolik deyiladi: bkel= DA/Amak ×100 % Amak-shkalaning maksimal qiymati bkel-keltirilgan xatolik Elektr miqdorlarini o’lchash uchun belgilangan asboblar elektr o’lchash asbob 36 (EO’A)-lari deb ataladi. Hozirgi vaqtda EO’A-larning turlari nihoyatda ko’p, binobarin, ularga qo’yiladigan talablar, ishlatish sharoiti, tuzilishi va boshqa ko’rsatkichlari xilma-xil bo’lganligi uchun ham ularni quyidagicha tasniflash (klassifikatsiyalash) mumkin: 1. O’lchanadigan miqdorlarni o’lchash usuliga qarab, EO’A-lari bevosita baholaydigan (ko’rsatadigan) va solishtirib o’lchaydigan asboblarga bo’linadi. Oldindan darajalab qo’yilgan va o’lchanadigan miqdorni bevosita asbobning darajasi (shkalasi) bo’yicha hisoblashga imkon beruvchi EO’A bevosita baholaydigan (ko’rsatadigan) asboblar deyiladi. O’lchanayotgan miqdor qiymatini uning o’lchovi bilan solishtirish natijasida olingan EO’A solishtirib o’lchaydigan asboblar deyiladi, masalan, o’lchash ko’prigi, potentsiometr va x.k. 2. EO’A-lari ma’lumotlarni ko’rsatishlariga qarab, bevosita ko’rsatadigan (analogli), raqamli, qayd qiluvchi, o’zi yozuvchi, bosmalovchi, integrallovchi va jamlovchi kabilarga bo’linadi. Bevosita ko’rsatadigan (analogli) EO’A o’lchash kattaliklari (miqdorlari) o’zgarishini uzluksiz funktsiya bilan aks ettiradi. Raqamli EO’A o’lchash axborotini avtomatik ravishda uzuk-uzuk (uzlukli diskret) ishoraga aylantiradi. SHuning uchun ham bu asbobning ko’rsatishi raqam ko’rinishida bo’ladi. Ko’rsatuvchi EO’A o’lchash natijasini uning ko’rsatishidan hisoblay olish uchun xizmat qiladi. Ko’rsatuvchi EO’A-lari shunday tayyorlanishi mumkinki, birinchi holda asbob shkalasi qo’zg’almas bo’lib, uning ustida ko’rsatuvchi strelka siljishi yoki ikkinchi xolda aksincha bo’lishi mumkin. Qayd qiluvchi EO’A o’lchash kattaligini qayd qilish imkoniyatiga ega. O’zi yozar EO’A ko’rsatishini diagramma ko’rinishida yoza oladigan qayd qiluvchi asbob o’zi yozar EO’A deb ataladi. Bosmalovchi EO’A o’lchash natijasini raqam ko’rinishida beradigan bosma qurilmasi o’rnatilgan qayd qiluvchi asbobdan iborat. Integrallovchi EO’A berilgan kattalikni vaqt yoki boshqa mustaqil o’zgaruvchi ko’rsatkich bo’yicha integrallash xususiyatiga ega. Bunga misol tariqasida elektr energiya hisoblagichni ko’rsatish mumkin. Jamlovchi EO’A ko’rsatishi unga har xil yo’llar (kanallar) orqali berilgan ikki yoki bir necha kattaliklar funktsional yig’indisiga bog’liq holda ishlatiladi. Bunga bir necha generator quvvati yig’indisini o’lchash uchun mo’ljallangan asbob vattmetr misol bo’ladi. 3. EO’A-lari ishlatilishiga qarab elektr, mexanik, issiqlik, kimyoviy, biologoik va boshqa noelektr miqdorlar o’lchaydigan asboblarga bo’linadi. 4, EO’A ishlatilish xususiyatiga qarab ko’chma va ko’chirilmaydigan (statsionar) asboblarga bo’linadi. 5. EO’A-lari o’lchanadigan kattalik turlariga qarab ampermetr, volьtmetr, chastotomer, vattmetr, Ommetr, faradometr va shu kabi asboblarga bo’linadi. 6. EO’A-lari ishlatilish sharoitiga qarab A:, B:, V: va T: guruxlarga ajratiladi. Jumladan, A: guruxiga kiruvchi asboblar nisbiy namlik 80 % gacha, harorat 10 0S.....35 0S-gacha bo’lgan quruq va isitiladigan xonalarda ishlatishga mo’ljallangan. B: guruxiga kiruvchi asboblar xavoning nisbiy namligi 80 % harorati esa -20 37 0S.....35 0S-gacha bo’lgan isitilmaydigan yopiq xonalarda foydalanishga loyiq. V: guruhiga kiruvchi asboblar havoning nisbiy namligi 98 %-gacha bo’lgan harorati -40 0S......60 0S-gacha bo’lgan dala yoki dengiz sharoitida ishlatishga mo’ljallangan. T: guruhiga kiruvchi asboblar quruq va nam eng issiq mintaqa (tropik) iqlim sharoitida foydalanishga mo’ljallangan. O’lchash vositalarining tavsifi O’lchash vositalarining ma’lum doirada ma’lum aniqlik bilan o’lchashlarini ishonch bilan baxolaydigan tavsiflar (xarakteristika) metrologik tavsiflar deyiladi. Ularning qiymatlari o’lchash natijalari aniqligini baxolab o’lchash vositalarini tanlash uchun juda zarur omillar hisoblanadi. SHuning uchun ham quyida o’lchash vositalarining amalda eng ko’p qo’llaniladigan tavsiflari berilgan: 1. O’V-sining o’zgartirish funktsiyasi yoki O’V sining o’zgartirish statik tavsifi. 2. O’V-sining sezuvchanligi. 3. O’V-sining doimiyligi. 4. O’V-sining boshlang’ich sezuvchanligi. 5. O’V-sining o’lchash doirasi. 6. O’V-larining shkalasidagi daraja bo’laklarining qiymati. 7. O’V-larining kirish va chiqish to’la qarshiliklari. 8. O’V-larining o’tkinchi jarayon va tinchlantirish vaqtlari. 9. O’V-larining xatoliklari. 10. O’V-larining tuzatmalari. 11. O’V-larining ko’rfasi (variatsiyasi). Har bir EO’A to’g’risida kerakli va yetarli tavsiflarni osonlik bilan bilib olish uchun Davlat andozasi bo’yicha ularga ma’lum belgilar qo’yib chiqariladi. Bu belgilar EO’A-larining shartli belgilari deyiladi. EO’A shkalasiga quyidagi shartli belgilar yozilishi kerak: ¨ o’lchanuvchi kattalikning birligi (A: mA; V); ¨ asbobning aniqlik sinfi; (1,5 2,5 4,0); ¨ tokning turi va fazalar soni ( 50 gts; -); ¨ asbob tizimi; ¨ tashqi magnit yoki elektr maydonlardan asbobning himoya qilinganlik turkumi; ¨ ishlash bo’yicha asbobning turkumi; ¨ asbobning ish xolati; ¨ asbob tok o’tkazuvchi qismlarini uning qutisiga (korpusiga) nisbatan izolyatsiya qarshiligini sinash kuchlanishi; ¨ asbobning magnit maydoniga nisbatan o’rnatilish xolati, agar u asbob ko’rsatishiga ta’sir qilsa; ¨ asbobning zavod raqami va chiqarilgan yili; ¨ ishlab chiqaruvchi zavodning tovar belgisi; O’lchash asboblarining qismlarining ham o’ziga xos shartli belgilari mavjud, masalan, o’zgarmas tok asboblarining musbat ishorali tok beriladigan qismasi (+) belgi bilan belgilansa, manfiy ishorali qismiga esa (-) belgi qo’yiladi. Bu belgilar asbobni to’g’ri ulash uchun xizmat qiladi. 38 Elektr o’lchash usullari va xatoliklari EO’A-lari yordamida fizik kattaliklarni o’lchashni xar xil usullari mavjud bo’lib, bu usullardan foydalanishning o’lchash xatoliklari kam bo’lgan usullardan foydalaniladi. Umuman olganda hamma o’lchashlar ikkiga, bevosita baholash usuliga va solishtirish (taqqoslash) usuliga bo’linadi. SHu jumladan solishtirish (taqqoslash) usuli quyidagi o’lchash usullariga bo’linadi: 1. Nolga tenglash usuli . 2. Differentsiallash usuli. 3. Almashlash usuli. 4. Moslashtirish usuli. Qo’llanilgan usul va o’lchash vositalarining takomillashmaganligi tufayli va boshqa sabablarga ko’ra o’lchash natijasi o’lchash kattaligining haqiqiy qiymatidan farq qiladi. Bu farq o’lchash xatoligi deyiladi. O’lchash vositalarining xatoliklari mutloq, nisbiy va keltirilgan xatoliklar ko’rinishida bo’lishi mumkin. EO’A mutloq xatoligi: D=Xo’-Xx EO’A tuzatmasi: Dt=- D EO’A nisbiy xatoligi: a= ×100% D XX EO’A keltirilgan xatoligi: g= ×100% D XCH XCH-EO’A ning eng katta qiymati, ya’ni o’lchash chegarasi tushuniladi. EO’A ning ko’rfasi (variatsiyasi): gK= ×100% D X EK X Bu yerda: DC1=Cort-Ckam -o’lchash asboblarining ko’rsatishidagi o’lchanayotgan kattalikning ortuvchan tomon bo’yicha o’lchangan (Cort) va kamayuvchan tomon bo’yicha o’lchangan (Ckam) qiymatlarning eng katta farqi. Magnitoeletrik tizim asboblari Magnitoelektrik tizim asboblar bevosita faqat o’zgarmas tokni o’lchaydi. Sababi bu asbob o’zgaruvchan tok zanjiriga ulanganda, aylantiruvchi moment-mayl tokning oniy qiymatiga proportsional ravishda o’zgaradi. Lekin inertsiya tufayli xarakatchan qismi moment ketidan o’zgarib ulgurmaydi. Sinusoidal tok uchun tokning, demak, momentning ham o’rtacha qiymati nolga teng va harakatchan qismi og’maydi. Magnitoelektrik tizim asboblari doimiy tok, kuchlanish va qarshiliklarni o’lchash uchun qo’llaniladi. Ular yuqori aniqlikka va sezuvchanlikka ega, elektr energiyani juda kam iste’mol qiladi. Harakatchan qismning burilish burchagi tokka to’g’ri proportsional bo’lgani uchun shkalasi bir tekis bo’ladi. Doimiy magnit bo’lgani uchun bu asbobning ko’rsatishi deyarli tashqi magnit maydonga bog’liq emas. O’zgaruvchan tok zanjirida kattaliklarni o’lchash uchun magnitoelektrik asboblar to’g’rilagich orqali ulanadi. To’g’rilagich sxema bilan ulangan yuqori sezuvchan magnitoelektrik asbobni to’g’rilagich tizim asbobi deyiladi. To’g’rilagich asbob ichiga o’rnatiladi. Odatda to’g’rilagich tizim asboblari o’zgaruvchan va o’zgarmas 39 tok zanjirlarida tok, kuchlanish, qarshilik va sig’imlarni turli o’lchov chegaralari bilan o’lchaydi. Elektromagnit tizim asboblari O’lchanayotgan tok qo’zg’almas g’altakka beriladi. /altakda paydo bo’lgan magnit maydon o’zakni g’altak ichiga tortadi. Natijada o’zak strelka bilan birga buriladi va shkala orqali o’lchanayotgan tokning qiymatini ko’rsatadi. /altakning magnit maydoni g’altakni va o’zakni kesib o’tgani uchun asbobning aylantiruvchi momenti tokning kvadratiga proportsional bo’ladi: Mayl=K1×I2 Aks ta’sir ko’rsatuvchi momentni spiralsimon prujina xosil qiladi: Maks=K2×d Aks ta’sir ko’rsatuvchi moment aylantiruvchi moentni muvozanatlashtirgan paytida asbobning xarakatchan qismi to’xtaydi. Tok kuchi va kuchlanishni o’lchash O’zgarmas tok zanjirlarida tok kuchi va kuchlanishlarni o’lchash ko’pincha magnitoelektrik tizimdagi ampermetr va volьtmetrlar qo’llaniladi. Ularning o’lchash mexanizmlari bir-biridan printsipial farq qilmaydi, faqat ulanish sxemasi o’zgaradi xolos. Ampermetrlarda o’lchash mexanizmi zanjirga shunt orqali ulanadi, volьtmetrlarda esa o’lchash mexanizmi bevosita unga ketma-ket qilib ulangan qo’shimcha qarshiliklar yordamida zanjirga ulanadi. SHuntlar o’lchash mexanizmlarining o’lchash chegaralarini kengaytirish uchun ishlatiladi. Rasm-41 dan ko’rinib turibdiki: I=U¤Ru+U¤Rsh yoki I=Iu+U¤Rsh bundan Rsh=Ru¤(n-1) kelib chiqadi. Bu yerda n=I¤Iu –shuntlash koeffitsienti. Voltmetrlarni o’lchash chegarasini oshirish uchun unga qo’shimcha qarshiliklar ulanadi (rasm-66) Agar voltmetrlarning o’lchash chegarasi Unom bo’lsa, uni o’lchash chegarasini m-oshirish kerak bo’lsa, qo’shimcha qarshilik quyidagicha topiladi. 66-Rasm. O’lchash mexanizmini shunt (a) va qo’shimcha qarshilik 40 Rk = Ro’ (M-1) Ma’lum zanjirdagi tok kuchini vakuchlaninshni o’lchashda, shu zanjirga ampermetrlar ketma-ket qilib ulanadi, voltmetrlar esa parallel qilib ulanadi. Zanjirdagi tok kuchini va kuchlanishlarni o’lchashda ampermetr va volьtmetrlarni joylashishiga etibor berish kerak, agar volьtmetrdan keyin amprmetr ulansa ampermetr faqatgina Rx-dan utayotgan tok kuchini o’lchaydi xolos, volьtmetrdan o’tayotgan IVI-ni xisobga olmaydi va maьlum xatolikga yo’l qo’yiladi. Elektr qarshiliklarni o’lchash +arshiliklar elektr zanjirlarining eng asosiy parametrlaridan biri hisoblanadi. Amalda 10-8 Om-dan 1017 Om-gacha bo’lgan qarshiliklar o’lchanib, ular shartli ravishda kichkina to 1 Om-gacha, o’rtacha -1¸105 Om va katta -105 Om-dan yuqori bo’lgan qarshiliklarga bo’linadi. Hozirgi vaqtda qarshiliklarni o’lchash uchun mavjud bo’lgan usul va vositalardan eng ko’p qo’llanilayotganlari quyidagilardan iborat: ¨ ampermetr va volьtmetr usulida bilvosita o’lchash; ¨ bitta asbob usulida bilvosita o’lchash; ¨ bevosita, ya’ni Om metr, yordamida o’lchash. O’zgaruvchan kuchlanish va tok kuchini o’lchash O’zgaruvchan tok zanjiridagi tok kuchi va kuchlanishni o’lchashda, o’zgaruvchan tok ampermetrlari va volьtmetrlaridan foydalaniladi. Elektromagnit ampermetrlarda o’lchash mexanizmi g’altagi zanjirga ketma-ket ulanadi. Ampermetrlar bir chegarali yoki ko’p chegarali bo’ladi. Masalan, elektromagnit ampermetrlarni ikki chegarali qilish uchun g’altak cho’lg’amlarini ikki sektsiyali qilib o’raladi va bu ikkala chulg’amlarni parallel va ketma-ket ulash bilan o’lchash chegarasini 1:2 nisbatda o’zgartirish mumkin. Amepermetrlarni o’lchash chegarasini o’lchash transformatorlari (TT) yordamida ham o’zgartirish mumkin. O’lchash tok transformatorlari (TT) ma’lum bir o’lchash chegarali qilib ishlab chiqariladi, masalan, 100¤5; 200¤5; 300¤5; 1000¤5 va hokazo. Tok transformatorlari yuqori kuchlanishli tok zanjirlarida ham keng ishlatiladi va bunda o’lchash mexanizmlarini ishdan chiqishdan saqlaydi. Tok transformatorlarida birlamchi tok I1, ikkilamchi tok I2 dan katta, shuning uchun birlamchi chulg’am o’ramlar soni w1, ikkilamchi chulg’am o’ramlar soni w2-dan kichik qilib o’raladi. Zanjirdagi tok kuchini miqdorini topish uchun, ampermetrni ko’rsatishini transformatsiya koeffitsientiga ko’paytirish kerak, ya’ni: I1=KII2 Elektromagnit volьtmetrlarni o’lchash chegarsini oishirish uchun volьtmetrni g’altagiga 41 qo’shimcha qarshilik ketma-ket ulanadi. 600 V-dan yuqori kuchlanishlarni o’lchashda kuchlanish transformator-laridan foydalaniladi. Kuchlanish transformatorlarida birlamchi chulg’am w1 dagi kuchlanish U1, ikkilamchi chulg’am w2 dagi kuchlanishlardan U2 katta, shuning uchun w1>w2 bo’ladi. Kuchlanish transformatorlarini birlamchi chulg’ami o’lchash zanjirlariga parallel ulanadi, ikkilamchi chulg’am volьtmetr, vattmetr va shunga o’xshash o’lchash asboblariga parallel ulanadi. O’lchanayotgan kuchlanish U1 ni topish uchun, ikkilamchi chulg’am ulangano’lchov asbobining ko’rsatishini U2 ni transformatsiya koeffitsienti Ku ga ko’paytrish kerak, ya’ni: U1=KuU2 bo’ladi. O’lchash transformatorlari bilan o’lchashlarni amalga oshirganda quyidagi shartlarga rioya qilish kerak: ¨ birlamchi chulg’amda tok mavjudligida TT-ning ikkilamchi chulg’ami ochiq qolmasligi shart; ¨ TN-ning ikkilamchi chulg’ami qisqa tutashuvda bo’lmasligi shart; ¨ o’lchash transformatorlarining ikkilamchi chulg’amining bir uchi yerga ulangan bo’lishi shart. MS. Analogli va raqamli o’lchov


MUSTAQIL ISH

MAVZU: TOK MANBALARI VA ELEKTR KARSHILIKLARNI UZARO
K ETMA-KET ULASH.




Bajardi: Ergashev A
Tekshirdi:Xalimov L.
2021-2022 o’quv yil.