Тұракты токтын электр тізбектері.

1.Электр энергиясы: ерекшеліктері және онын коршаған ортаға әсері.

2.Қазақстандағы электроэнергетиканың жағдайы және оның болашағы.

3.Электротехника пәнінің максаттары мен мазмұны.

4.Әдебиет.

Тұракты токтын электр тізбектері: негізгі түсініктер.

Қазіргі кезде адамнын барлық материалдық және рухани кажеті - уй-жайы.киім- кешегі,тамағы, көлігі, байланые және жол-қатынас. кино, теледидар т.б. кұрал- жабдықтары электр энергиясын пайдалану және колдану аркылы өндіріледі, іске асырылады. Электр энергиясы адамзат колданымындағы басқа энергия түрлерімен салыстырғанда әмбебап энергия болып отыр. Өйткені электр энергиясын баска энергияларды түрлендіру аркылы оңай алуга. аса көп шығынсыз алыс жерлерге жеткізуге және тұтынушылар арасында оңай таратуға болады.. Электр энергиясын пайдалану электрлік және магнитпк кұбылыстардың нәтижесінде жүзеге асатын жана технологиялық үрдістерді туғызады. Мысалы, материалдарды токпен оңдеу. электромагниттік әдістермен казындыларды байыту, ауаны улы газдардан және шаңнан тазарту т.с.с Электромагниттік кұбылыстар медицинада әр түрлі ауруларды емдеуде де кенінен қолданылады: шектрофорез. электрлік укалау, төмен және жоғары жиілікті токтармен әсер еry, т.с.е. Көптеген технологиялык үрдістер өтe аз уакыттын ішінде, үлкен кысым мен жоғары температурада жүретіндіктен оларды бакылап және баскарып отыру автоматтык аспаптар мен кондырғыларға жүктеледі. Ал автоматтык бакылау мен баскарудың өзі электрлік немесе электромагниттік сигналдарды жіберіп және оларды қабылдау аркылы орындалады.

Адамзат өмірінде электр энергиясынын кеннен колданылуы оны көптеп өндіруді кажет етеді. Мысалы, 1992 жыльі Жер жүзінде 12026,7 млрд. кВт. саг электр энергиясы өндірілсе. 2004 жылы Қазакстанда 67.4 млрд.кВт.саг электр энергиясын өңдіру жоспарланып отыр. Тұтынылған электр энергиясынын шамамен өнеркәсіп пен кұрылыста. 4.6%-ы ауыл шаруашылығында, 3.2%-ы көлікте. 14.8%-ы баска салалар мен тұрмыстық қажеттер үшін пайдаланылды. 12,5%-ы шығындалды.

Электр энергиясы негізінен әртүрлі органикалык отыннын (көмір. мунай, газ т.б.) жанған кезде бөліп шығаратын жылу энергиясын. күннің, судын, желдін. радиоактивті элементтердін атомдарының ыдырау. жер астының ыстык суының. химиялык реакциялардын. органикалык заттардын ыдырау (шіру) энергиясын түрлендіру аркылы алынады. Органикалык отыннын жердегі қоры мөлшерлі болғандыктан жылу электр стансаларын пайдаланудын болашагы кемшін де. ал отынды жағу кезінде газ бен канцерогенді күйе бөлінетіндіктен және көп күл қалатындыктан коршаган ортага, адам өміріне өте зиянды.

Су электр стансалары басқа электр стансаларына Караганда косымша қаражатты көп керек кылмайтын. пайдалануға оңай және экологиялык таза кұрылыс болып есептеледі. Бірақ кұрлықтагы су энергетикасының коры аз болғандыктан, кажетті электр энергиясын тек кана су электр стансаларында алу мүмкін емес. Оның үстіне су электр стансаларыньң тоғандары ауыл шаруашылығына жарамды үлкен аудандарды алып жатады және балык шаруашылығына едәуір зиянын тигізеді.

Кауіп-катерлігіне карамастан жакын болашакта электр энергиясы атом электр стансаларында өндірілетін болады деп болжаулануда. Өйткені органикалык отын. әсіресе мұлай. таусылса оның орнын басатын баска энергиянын көзі әзірше табыла коймай отыр. Егер атом реакторларынын пайдалану кауіпсіздігі мен сенімді жұмыс жасау мүмкіндігі арттырылса, атом стансалары экология тұрғысынан қараганда таза да, ал экономика жағынан тиімді: егер куаты 2.4 млн.кВт атом электр стансасына тәулігіне 11 кг уран керек болса, куатты дәл осындай жылу электр стансасына ] 8000 тонна көмір керек. Атом электр стансаларынын даму практикасы да осы тұжырымды растайды. Мысалы. Францияда электр энергиясынын шамамен 70%-ы.

Германияда 30%-ы. ал Жапонияда 25%-ы атом электр стансаларында өндірілелі.

Шағьш энергетикалық кондырғылардын ішінде жел-элекрлік агрегаттарының болашағы үлкен үміт тудырады. Казір жел-электр генераторынын куаты жылдамдыгы 6... 15 м/е желді аудандарда 100...250 кВт-ка дейін жетіп отыр. Егер жел-электр агрегаттары жылдамдығы 2..3 м/е желде орныкты жұмыс істеп, кажетті мөлшерде электр энергиясымен камтамасыз eтe алатын болса. онда жел энергиясын пайдалану мәселелері шешілді деуге болар еді.

Жер бетіне келіп түсетін күн энергиясының қуаты шамамен 20 млрд.кВт деп есептелінеді. яғни бұл "шекесіз" және "мәнгілік" энергия көзі. Күн энергиясын пайдаланудың киындығы онын уақыт бойынша біркалыпты және біркелкі еместігі. Онын үстінс тығыздығы да өте аз - жер бетіндегі күн энергиясы қуатының тьғыздығы орташа есеппен 1 кВт/м2. Мұңдай энергияны жинап aлy оңайға түспейді, өйткені оны шоғырландырғыш (жинағыш) кұрылғылардың ауданы өте үлкен болуы керек. онын үстіне олардың пайдалы әрекет коэффициенті де төмен. Сондыктан күн энергиясын пайдалану әлі де кеңінен тарала қоймаған және шешімі алдағы мәселе. Дегенмен, желдің және күннін энергиясын орталықтан шалғай орналаскан жекеленген кішігірім өндіріс орыңдарында. малшы ауылдарда, геологгар қосындарында колдану ете колайлы және тиімді екендігі даусыз.

Электротехника ұғымы өте кен ұғым. Жалпы алғанда, электротехника деп электр энергиясын өндіруді» тасымалдауды және таратуды карастыратын ғылым мен техниканың саласын айтады. Электротехника бейэлектротехникалык мамандыктар үшін әртурлі технологиялык үрдістерде жиі колданылатын. кен тараған негізгі электрлік коңдырғылардын жұмысын түсіну үшін жалпы маглұмат беретін пән болып есентелінеді. Сондықтан электротехникада электр және магнит тізбектерінің. трансформаторлардын. электрлік өлшеу мен өлшеуіш аспаптардың. электр машиналарының құрылысы, әрекеттік паркы және кейбір техникалық параметрлері мен сипаттамалары карастырылған. Электротехника пәнімен тығыз байланысы және электроэнергетикадагы кен колданысы ескеріліп, өнеркәсіптік электрониканың элементгік негізі болып есептелінетін шала өткізгішті резисторлардың, диодтар мен транзисторлардың және тиристорлардын құрылысы, әрекеттік парқы, кейбір техникалык параметрлері мен сипаттамапары карастырылған. Осы элементтерден тұратын карапайым күшейткіштер мен түзеткіштердін кұрылысы және жұмыс істеу жағдайлары камтылған. Практикалық манызды саналатын баскару және қорғау аспаптары мен құрылғыларынан, электрлік жетек және электрмен жабдықтаудан да қажегті көлемде мәліметтер келтірілген.

Электротехника пәнін окып-үйрену бейэлектротехникалык мамандык студентттерінін алдына мынадай талаптар мен максаттар кояды:

кен тараған электротехникалық құрылғылар мен қондырғылардын кұрылысын,. әрекеттік паркын және негізгі қасиетерін білу;

электротехникалық кұрылғылар мен кондырғыларды қандай технологиялык үрдістерде колдануға болатындығын. олардын техникалык мүмкіндіктерін және экономикалык тиімді жұмыс элпілерін білу:

тізбек элементтерінін шартты белгілерін біліп. электрлік сұлбаларды оқи алатындай болу;

электромагнит шамалардың өлшем бірліктерін және электротехникалык терминдерді білу;

зерттеу, жобалау жұмыстарында және технологиялық қондырғыларды пайдалану кезінде әр түрлі есептерді шешу үшін негізгі электротехникалык кұрылғылар мен аспаптарды тандап ала алатындай болу:

электротехникалык кондыргылардын кұжаттык деректерін олардын жұмыс әлпін (режимін) аныктау үшін пайдалана білу:

электротехникалык кондырғыларды экономикалык тиімді пайдаланып және олармен кауіпсіз жұмыс істеу тәртібін камтамасыз ете алатындай болу:

негізгі технологиялық кондырғыларда пайдаланылатын әртүрлі электротехникалык құрылғылар туралы ғылыми-техникалык мәліметтерді оки алу және пайдалана білу.

Мұндай біліми деңгейге лекциялык. практикалық және лабораториялык дәрістерде берілетін мағлұматтарды толық игергенде және өз бетімен электротех никалык әдебиеттерді окып-уйрену нәтижесінде ғана жету мүмкін.

Электрлендіру өнеркэсібінде электр энергиясын оньң кезінен электр кабылдағыштарға жеткізу, тарату және баскару үшін әр түрлі қондыргылар мен кұрылғыларды сым аркылы бірімен- бірін қосып электр тізбегін құрастырады.

1.1 сурет. Электр тізбегінің сұлбасы (а) кен тізбек элементтердің шартты белгілері(б): 1- электр энергиясының көзі: 2- екі полюсті ажырытқыш: 3- сақтандырғыш: 4- электр қабылдағыш.

Электр тізбегі деп электрлік үрдістері электр козғаушы күш (ЭҚК), ток және кернеу ұғымдарымен түсіндірілетін. электр тогы жүретін жол түзетін кондырғылар мен кұрылғылардын жиынтығын айтады. Электр тізбегі үлкен үш бөліктен тұрады: электр энергиясы кездерінен, электр энергнясын тасымалдайтын тарататын һәм оны баскаратын қондырғылар мен кұрылғылардан және электр кабылдағыштардан.

Электр энергиясының көзі деп басқа бір энергияны электр энергиясына' түрлендіруге арналған қондырғыны немесе аспапты айтады. Мысалы. аккумулятор, электр генераторы (машина), гермоэлектр генераторы, фотоэлемент, т.о.

Электр энергиясын тасымалдайтын. тарататын кұрылғылар мен кондырғыларға және баскаратын аспаптарға электр желілері. трансформаторлар. ажыраткыштар. сактандырғыштар, релелер т.с.с. жатады.

Электрлік кабылдағыш деп,. әдетте,. электр энергиясын баска энергияға түрлендіруге арналган кондырғыны. кұрылғыны немесе аспапты айтады. Мысалы, электрлік козгалткыштарда электр энергиясы негізінен механикалык энергияға турленсе. электролиз астауларында химиялык реакцияның энергиясына түрленеді.

Электр тізбектерін әртүрлі максаттағы жұмыстарды орындау үшін графикалық турде кескіндейді. Электр тізбегінің шартты белгілер аркылы келтірілген графикалык кескіні электрлік сұлба деп аталады (1.1 -сурет). Электрлік сұлбалар максатына карай монтаждык. функциялык. паркылык. орынбасарлык т.с.с. болын бөлінеді. Шартты белгілердің графикалык кескінін және мөлшерін халықаралық шартты белгілерге сәйкестендіре отырып Мемлекеттік Стандарт (МСт) кабылдаған. Сондықтан олардың кескінін және мөлшерін бұрмалауға болмайды.

Электр тізбегіндегі әрбір кондыргы, құрылғы немесе аспап тізбектің элементі деп аталады. Тізбек элементтерін. шартты графикалык белгілермен катар, шартты әріптермен белгілеу де кабылданған. Мысалы. электр энергиясы көзін G әрпімен белгілеу кабылданған. ал графикалык белгілеудегі тілсызык (стрелка) әрқашанда корек козінің потенциалы жоғары нүктесін көрсетіп тұруы керек.Тізбекін бір ток жүретін бөлігі тармак деп аталады. Қарастырылып отырган тізбекте үш тармак бар: cdGab, ЬКЗе және bR4c.

Үш не одан да көп тармактардың косылган нүктесі түйін деп аталады (cуpeттe а және е). Электрлік сұлбада түйінді нүкте койып белгілейді. Егер нүкте койылмаса, онда сымдар электрлік байланыспаган, айкасып қана жатыр деп есептелінеді.

Тізбектің ток жүретін кез-келген тұйыкталған бөлігі өнбой (контур) деп аталады. Келтірілген тізбекте үш контур бар: bR3cdGab, bR4cR3b және сырткы контур bR4cdGab. Ең болмаса бір тармағы бойынша айырыкшаланатын контурларды өзара тәуелсіз контурлар деп атайды.

Электр тізбегінде элементтер бірізді (тізбектей), параллель және аралас турде жалғанады. Егер тізбек элементтері олармен бір ток өтетіндей етіп,яғии бірінін аяғы екіншісінің басымен. екіншісінің аяғы үшіншісінін басымен т.с.с. жалганса» онда мұндай жалғануды бірізді жалғау деп атайды.Егер тізбек элементтері бір кернеулі болатындай етіп. ягни бастары бір түйінделіп. ал аяктары өзара бір үйінделіп жалғанса, онда мұңдай жалғануды параллель жалғау деп атайлы. Суретте RI меи R2 электр кабылдағыштары бірізді, ал R3 пен R4 электр кабылдағыштары параллель жалғанған. Егер тізбекте элементтер бірізді және параллель жалғанган болса, онда мұндай жалгану аралас жалғау дел аталады. Карастырылып отырған тізбекте тізбск элементтері аралас жалғанғаи.

Бакылау сұрактары.

1 .Электр тізбегі деп нені айтады? Тізбек элементі деген не? Электрлік сұлба деп нені айтады?

2.Тізбектің тармағы деп нені айтады? Тізбектін түйіні деген не? Өнбой (конгур) деп нені айтады?

3. Бірізді жалгау деп қандай жалғауды айтады? Бірізді (тармакталмаган) тізбек деп кандай тізбекті айтады?

4. Параллель жалғау деп кандай жалғауды айтады? Параллель тізбек деп кандай тізбекті айтады?

5. Аралас жалғау деп қандай жалғауды айтады? Аралас тізбек деп кандай тізбекті айтады?

Негізгі әдебиет: 1[3-1];3[10-12].