Электротехнология | Күрделі тізбектерді эквивалентті генератор әдісімен шығарғанда компенсация және беттестіру әдісері

Сызықты электр тізбегіне анализ жасағанда кең қолданатын эквиваленттіліктің қажетті қағидасы болып эквивалентті генератор аталады. Ол келесі түрде түсіндіріледі: кез келген сызықты электрлі тізбек екі выводқа (активті екіполюстілік)байланысты қарастырылуы бойынша ЭҚК көзінің барлық ЭҚК нольге тең болатын және қарастырылып отырған екіполюстіліктің тоқ көзінің тоқтары осы екі выводқа және ішкі кедергіге қосылған тізбектің бойындағы выводтардың ажырау кернеуіне тең пассивті екіполюстіліктің кірме кедергісіне байланысты ЭҚК көзіне шынайы эквивалентті. Осы қағиданың кезкелген сызықты электірлі тізбекке қолдануы компенсация және беттестіру негізгі әдістерінде дәлелденеді.Электр тізбегінде өзгеретін активті екі полюстілік және r кедергі тізбегі белгіленген делік.(1.10,а). Компенсация әдісін қолданып E=U=rI (1.1) теңдеуіне тиісті эквивалентті схемасын (1.10,б) аламыз.
Енді беттестіру әдісін қолданамыз және екі жағдайдағы екі схема құрамыз: алғашқысында (1.10,в) тек ішкі активті екіполюстіліктің көздері ғана жасалынады , ал ЭҚК қысқарту әдісі бойынша нольге тиісті , ал екіншісінде (1.10,г) компенсация ЭҚК-ке ғана жасалынады , ал екіполюстілік пассивті болып есептеледі. Оның кіру кедергісі rbx .
r кедергі тізбегіндегі тоқ беттестіру әдісі бойынша жалпы тоқтар қосындысына тең I=I`+I``=Ik-U/rbx , яғни U=rbx(Ik–I).
Жалпы , бос жүріс кезінде I=0 және U=Ux=rbxIk Осыдан қорыта келсек
U=Ux–rbxI (1.2)
Соңғы теңдеу жоғарыда келтірілген әдістен ЭҚК-нен Eэк=Uх, эквиваленттілік схемасына тиісті. Яғни (1.2) тоғы
I=Eэк/(rвх+r)=Uх/(rвх+r) (1.3)
Егер ЭҚК көзінің тоқ көзіне келтірсек онда эквивалентті генератор схемасы 1.10 е суретіне келеді. 1.10 д немесе е суреттері бойынша эквивалентті генераторының вольт амперметірлік не ішкі көрсеткіштері 1.10,ж суретінде көрсетілген.
Ескере кету керек , эквивалентті генератор схемалары(екеу) тек қарастырылып отырған активті екіполюстілікке қосылған кездегі тізбектегі тоқ және кернеуді есептеуге қажет. Эквивалетті генератор әдісі негізінде алынған келтірілу схемасы кернеу көмегі арқылы алынатын қуат пен активті екіполюстіліктің ішкі азаятын қуаттарына байланысты емес.
Эквивалентті генератор әдісін қолдану бізге көптеген есептердің шығару жолын жеңілдетуге мүмкіндік береді, сондықтан оның қолдануын кейде есептеу әдісіне қолданады, бірақ негізінде ол жалпы көрсеткіштерге сәйкес келеді.

Эквивалентті генератор әдісі төртполюстілікті анықтағанға да өте ыңғайлы, выводтың бір жұбына ЭҚК Е1 , ал екінші жұбына r кедергі қабылдағышы қосылған (1.11,а сурет) Бұл схеманы 1–1’ вывод жағынан r1вх кедергісі бар пассивті екіполюстілік деп қарастыруға болады (1.11 , б сурет), ал 2–2’ вывод жағынан ЭҚК Еэк және r2вх кірме кедергісі бар активті екіполюстілік деп қарастырсақ болады (1.11 , в сурет).
Егер мысалға , пассивті төртполюстіліктің 1.11, г суретіндегі дей схемасы болса , онда эквивалентті схема параметрлері :
r1вх=r1+r3(r+r2)/(r3+r2+r);

r2вх=r2+r1*r3/(r1+r3);

Eэк=r3*E1/(r1+r3);



1.11 в суретіндегі төртполюстіліктің эквиваленттілікті схема түрінде көрсетілуі электрлі схемаларды қарастырғанда қолданылады.1.11 а және в суреттеріндегі схемалар r кедергі қабылдағышы үшін толық эквивалентті. Бірақта біз пассивті төртполюстіліктің қуатын (r1, r2, r3 кедергілері үшін) және эквивалентті схемадағы жоғалтқан қуатын (r2вх кедергісі үшін) есептесек , онда олардың қуаты тек сирек жағдайларда ғана тең болуы мүмкін.
Егер эквивалентті генератор әдісі мен компенсация әдісін тенестіре кетсек өте қызық жағдай. Екеуі де екіполюстілікті эквивалентті көз ретінде беру мүмкіншілігін береді , алайда компенсация әдісі идеалды ЭҚК көзіне (ішкі кедергісіз) алып келеді , ал эквивалентті генератор әдісі – шынайы көзге (rвх ішкі кедергісімен) алып келеді. Компенсация әдісі негізінде алынған көздің ЭҚК-і тоққа байланысты , ал параметрлері , эквивалентті генератор негізінде алынған , активті екіполюстілік тізбек бойына қосылған жұмыс режиміне байланысты емес. Компенсация әдісі сызықты және сызықты емес тізбекке қолданады. Ал эквивалентті генератор әдісі тек сызықты тізбекке қолданылады.

Мысал: Өлшеуіші бар құралы бар тізбектен эквивалентті генератор әдісі бойынша I0 теңдеуін анықта (1.12, а сурет), егер тоұ көзінің тоғы J=10mA , кедергісі r=100 Ом , өлшеу құралының кедергісі r0=50 Ом , ал қарама-қарсы беттегі r1 кедергісі бір уақытта 0-ден 2r –ге дейін өзгереді; r1 кедергісіне байланысты I0 тоғының өзгеру графигін сал.



Шығару жолы: Тізбекті өлшеу құралынан ажыратайық (1.12, б сурет), құралды өшірген соң біз I1x = I2x =J/2 тоқтарын табамыз.

Ux кернеуін (1.12 б, сурет) r1J/2+Ux–rJ/2=0 теңдеуінен табамыз: Ux=(r-r1)J/2.
Екіполюстіліктің кірме кедергісі өлшеу құралына сәйкес (1.12 в, сурет)
rэк=(r1+r)/2
Эквивалентті генератор әдісі бойынша (1.3)



Сандық мәндерін қойған соң , аламыз :



1.12 г , суретінде r1 кедергісіне байланысты I0 тоғының өзгеру графигі көрсетілген. Суреттен , токтың кедергіге байланысы сызықсыз екенін және r1 кедергісінің өзгеруінен тек қана I0 тоғының мәні ғана емес сондай-ақ оның бағытының өзгеруін көруге болады.
Ал енді мен өз курстық жұмысыма келетін болсам, онда



1.13- суреттегі схеманы эквивалентті генератор әдісімен Iab тогын табу керек. Мұндағы
E1=45 Вт R4=R5=3.6 Ом
E2=30 Вт r=r=0.3 ОМ
R1=25 Ом
R2=R3=15 Ом
Тізбекті R1 (1.13 а, сурет) кедергісінің екі ұшынан ажыратып эквивалентті ЭҚК (а және b нүктелері арасындағы бос жүріс кернеу Uбж ) арқылы және Е1, Е2 ЭҚК-ң тұйықталған , а және b нүктелер арасындағы бос жүріс режиміндегі эквивалентті кедергі арқылы Iab тогын табамыз (1.13 б, сурет)
Эквивалентті ЭҚК-ң схеамасы 1.13 в суретінде көрсетілген. Эквивалентті ЭҚК мынаған тең:
Іздеп отырған тогымыз:


Iab=0,0879 A ....