4-mavzu. O’zgarmas tok elektr zanjirlari va ularning tahlillari. Reja

4-mavzu. O’zgarmas tok elektr zanjirlari va ularning tahlillari .
Reja

1. 
   Elektr zanjirlari sxemalari asosiy tushunchalari: tugun, tarmoq va kontur tushunchalari. Printsipial sxemalar, o’rinalmashtirish (zameshenie) sxemalari.
   
2. 
   Elektr sxemalarining asosiy ulanishlari, tarmoqlanmagan va tarmoqlangan elektr zanjirlari. Elektr zanjirlarini ekvivalent o’zgartirishlar usulida tahlil qilish.
   
3. 
   Elektr zanjirlari asosiy qonunlari: Om va Kirxgof qonunlari, Joul-Lents qonuni. Om qonuni asosida elektr sxemalar tahlili.
   

1. 
   Elektr zanjirlari sxemalari asosiy tushunchalari: tugun, tarmoq va kontur tushunchalari. Printsipial sxemalar, o’rinalmashtirish (zameshenie) sxemalari.
   

Elektr sxemasining uchta va undan ortiq tarmog‘i birlashgan nuqtasi tugun deb aytiladi. Zanjirning ikkita tuguni orasidagi qismi tarmoq deyiladi. Har bir tugunning o‘z toki bo‘ladi. Bir nechta tarmoqlardan tashkil topgan berk elektr zanjiri kontur deyiladi.
Agar elektr zanjir faqat bitta manba va ketma-ket yoki parallel ulangan qarshiliklardan iborat bo‘lsa, bunday zanjirlarni hisoblash uchun Om qonunining o‘zi yetarli. Masalan, ketma-ket ulangan zanjirda Om qonuniga asosan (1- rasm, a):
(1)
Parallel ulangan zanjirda (1- rasm, b)
(2)
Tarmoqlarning o’tkazuvchanligi:
(3)



1-rasm.Ketma – ket va parallel ulangan zanjir.

2-rasm. Elektr zanjirida bir nechta manba va qarshiliklar aralash ulangan sxema.

O‘tkazuvchanlik orqali toklar quyidagi formuladan aniqlandi:

. (4)
Zanjirning umumiy qismidagi tok: (5)
Elektr zanjirida bir nechta manba va qarshiliklar aralash ulangan bo‘lsa, bu zanjirlami hisoblash uchun Om qonunini qo‘llab bo‘lmaydi, chunki zanjirni hisoblash natijasida aniqlanadigan toklar soni Om qonuni asosida yoziladigan tenglamalar sonidan ortiq. Bunday hollarda Kirxgof qonunlaridan foydalaniladi. Kirxgof qonunlari bo'yicha tenglamalar yozishdan awal elektr sxemalariga oid bir nechta terminlar bilan tanishamiz (2- rasm). Elektr sxemasining uchta va undan ortiq tarmog‘i birlashgan nuqtasi tugun deb aytiladi. Zanjirning ikkita tuguni orasidagi qismi tarmoq deyiladi. Har bir tugunning o‘z toki bo‘ladi. Bir nechta tarmoqlardan tashkil topgan berk elektr zanjiri kontur deyiladi. Kirxgofning birinchi qonuni. Tugundagi toklarning algebraik yig ‘indisi nolga teng:
(6)
bunda n—tugunga birlashgan tarmoqlar soni. Odatda, tugunga qarab yo‘nalgan toklar musbat (+) ishora bilan, tugundan chiqqan toklar manfiy (—) ishora bilan belgilanadi. Kirxgofning ikkinchi qonuni. Konturdagi alohida qism qarshiliklaridagi kuchlanish pasayishiarining algebraik yig'indisishu konturdagi EYKlarning aigebraik yig‘indisiga teng:
(7)
Agar konturning ixtiyoriy tanlangan aylanib chiqish yo‘nalishi, shu konturning alohida qismlaridagi toklarning yo'nalishi bilan mos tushsa, shu qism kuchlanishining pasayishi [IR] tenglamada musbat (+) ishora bilan, aks holda manfiy (—) ishora bilan olinadi. Konturdagi EYKlarning yo‘nalishi ixtiyoriy tanlangan aylanib chiqish yo'nalishi bilan mos tushsa, tenglamada EYK lar musbat (+) ishora bilan, qaramaqarshi yo‘nalishli EYK lar manfiy (—) ishora bilan olinadi. Kirxgofning qonunlarini aniq murakkab tarmoqlangan elektr zanjir misolida ko‘rib chiqamiz (2- rasm). Tarmoqlardagi toklaming yo‘nalishi ixtiyoriy deb olaylik. Bu sxemada tugunlar soni n = 4, tarmoqlar soni m = 6 ta. 4 ta tugun uchun Kirxgofning birinchi qonuniga binoan tenglamalar tuzamiz.
1 - tugun uchun ; 2- tugun uchun ;
3- tugun uchun ; 4- tugun uchun ;
Konturlarning aylanish yo‘nalishini ixtiyoriy ravishda tanlab, Kirxgofning ikkinchi qonuniga binoan tenglamalar tuzamiz.
1241- kontur uchun ; 1231- kontur uchun ;
1234- kontur uchun ; 1 3 4 1- kontur uchun ; Ikkita qonunga asosan 8 ta tenglama yozdik. Biroq noma'lum kattaliklar, ya’ni tarmoqlarning toklari 6 ta. Demak, bu elektr zanjirini hisoblash uchun 6 ta tenglama kifoya.
Shunga asosan, tenglamalar sistemasidagi faqat 6 ta mustaqil tenglamadan foydalanamiz.
Kirxgofning birinchi qonuniga asosan mustaqil tenglamalar soni tugunlar sonidan bitta kam («—1 ta) bo‘lsa, Kirxgofning ikkinchi qonuniga ko‘ra mustaqil tenglamalar soni
m — (n— 1) ta bo‘ladi. Endi ketma-ket va parallel ulangan elektr zanjirining soddalashtirish ifodalarini Kirxgof qonunlari bo'yicha chiqaramiz.