Elektr sxemalarni Kirxgof qonunlari asosida xisoblash. Reja

Elektr sxemalarni Kirxgof qonunlari asosida xisoblash.
Reja
Turli element sxemalarning qiyosiy taxlili: mustaqil va nomustaqil manbalar, elementlarni ketma – ket va parallel ulash.
Ideal tok generator, tranzistorli tok manbalari, umumiy elementar ulanishdagi sxemalar, kaskad boshqariluvchi sxemalar.
Operatsion kuchaytirgichlar asosidagi tok manbalari.

Turli element sxemalarning qiyosiy taxlili: mustaqil va nomustaqil manbalar, elementlarni ketma – ket va parallel ulash.

Kuchlanish (tok) manbalari mustaqil yoki nomustaqil bo‘lishi mumkin. Mustaqil manbalar deb shundaylariga aytiladiki, ularda kuchlanish yoki tokning qiymatlari zanjirning boshqa qismlaridagi tok yoki kuchlanishga bog‘liq bo‘lmaydi. Nomustaqil deb shunday manbaga aytiladiki, ulardagi EYuK yoki tokning qiymatlari zanjirning boshqa qismlaridagi tok yoki kuchlanishga bog‘liq bo‘ladi.
Mustaqil kuchlanish manbasi ikki turdagi sxema bilan tasvirlanishi mumkin:

- ideal kuchlanish manbasi (ichki qarshiligi RICh 0);

- real kuchlanish manbasi (ichki qarshiligi RICh 0)

K uchlanish manbasi zanjirga tashqaridan keltirilgan energiyaning xususiyatlarini tavsiflaydi va elektr kuchlari, shu jumladan, noyelektrik (masalan magnit maydon) kuchlari bilan bog‘liq, shuning uchun uni ba’zan elektr yurituvchi kuch (EYuK) ham deb ataladi.
Kuchlanish (EYuK) manbasini o‘rganish uchun uning ichki qarshiligi RICh manbaning tashqarisiga chiqarib ko‘rsatilgan; shunda manba ideal deb ko‘riladi.
Manba kuchlanishi va uning ichki qarshiligini aniqlash uchun quyidagi ifodalardan foydalanamiz:

Bog‘lanish Uyuk(Ryuk) grafigi yuklanish tavsifi deb ataladi (4-rasm).

Ketma-ket ulash. Kuchlanish manbasi bilan ikki qarshilik ketma-ket ulanganda (1.2,a-rasm) ulardan faqat birgina tok oqib o‘tadi

i = I = Ye / (r1 + r2). (1)

Bir qator rezistorlar ketma-ket ulangan bo‘lsa ularni bitta ekvivalent qarshilik bilan almashtirish mumkin:
re = r1 + r2 + r3 + … (2)
2-rasm
Ularning xar biri orqali oqayotgan tok I = U / rE, bunda
U = Ye = r1I + r2I2 + r3I3 + … kuchlanishlar yig‘indisi.
Bundan so‘ng, o‘zgarmas tok zanjirlari uchun (barqarorlik rejimida) tok va kuchlanishlar lotincha bosh xarflar I va U bilan belgilanadi.
Parallel ulash. Xar biri o‘zaro parallel bo‘lgan shoxobchalarda kuchlanish U bir xildir, ya’ni tengdir (2,b-rasm). Agar U berilgan bo‘lsa, u xolda xar bir shohobcha uchun tok qiymatini Om qonuni asosida aniqlanadi:
I1 = g1U; I2 = g2U; … (3)
bunda gk = 1/rk - qiymat k - chi shoxobchaning o‘tkazuvchanligi.
Kirxgofning birinchi qonuniga asosan, umumiy tok barcha shoxobchalar toklarining yig‘indisiga teng:
I = I1 + I2 +…= (g1 + g2 + …)U .
Parallel ulanganda barcha shoxobchalarni bir ekvivalent o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan bir shoxobcha bilan almashtirish mumkin:
ge = g1 + g2+… (4)

Bunda tok I va kuchlanish U orasidagi bog‘lanish berilgan zanjirdagidek qiymatga ega bo‘ladi:

I = gEU .
Zanjirda ikki parallel shoxobchalar mavjudligi sababli (1,a-rasm) U2 =U3 bo‘lgani uchun tok quyidagicha aniqlanadi:

I1 = I2 + I3 = (g2 + g3)U2 = gE·U2 = U2/rE ,

bunda
. (5)
Oddiy ketma-ket-parallel zanjir. Bunday zanjirni (3-rasm) hisoblash birmuncha murakkabroq. Ikki parallel shoxobchani ekvivalent (rE) qarshilik bilan almashtirib

rE = r2 r3 / (r2 + r3) (6)

umumiy tokni
I1 = Ye /( r1 + rE), (7)
h amda ikki parallel shoxobchada kuchlanishni aniqlaymiz:
U2 = U3 = rE ·I1 , (8)
undan so‘ng toklarni aniqlaymiz:
I2 = U2 /r2; I3 = U3 /r3 (9)
3-rasm

Keyingi ifodalarga (7)dan U2=U3 ni qo‘yib, so‘ngra I1 va rE ni (6) va (5)dan aniqlab, barcha toklar uchun ifodalarni qulay holatga keltirish mumkin:

, (10)
bunda quyidagi uch shoxobchaning barcha qarshiliklaridan har ikkisi ko‘paytmalari yig‘indisi

= r1 r2 + r2 r3 + r3 r1. (11)
Ushbu umumlashtirilgan ta’rif I2, I3 toklarni va ular yig‘indisiga teng bo‘lgan I1 tokni aniqlash uchun zarurdir.
(10) ifodalardan toklar orasidagi bog‘lanishlar xam yaqqol ko‘zga tashlanadi:
(12)
(10)-(12) bog‘lanishlar zanjirlarni hisoblashda ko‘p uchrab turadi. Ularni qaytadan keltirib chiqarmasdan eslab qolish zarur.
Parallel ketma-ket shoxobchali zanjir. Murakkab elektr zanjirini ko‘pincha bir qator ketma-ket va parallel ulangan qarshiliklar sifatida tasavvur qilish mumkin. Masalan, qarshiliklari ryu1; ryu2;... bo‘lgan birnechta yuklamalar, alohida bo‘laklarining qarshiliklari rl,1; rl,2;...ga teng bo‘lgan bitta liniyaga ulangan bo‘lsin (3-rasm).

4-rasm
Bir o‘tkazgichdan oqayotgan barcha tok, ikkinchi o‘tkazgichdan qaytib keladigan ikki o‘tkazgichli

liniya ko‘rilayotgan holat uchun uning ixtiyoriy bo‘lagi qarshiligi (masalan, rl,1) to‘g‘ri va teskari (ikkala) o‘tkazgichlar qarshiliklarini (aytaylik, rl1/2 va rl1/2) qo‘yilib, bir liniyaga ulangan deb hisoblash mumkin. Qarshiliklarning bo‘nday o‘rin almashinuvi natijasida liniyaning bo‘lagidagi kuchlanishlar pasayuvi o‘zgarmaydi.
4-rasmda keltirilgan sxemani o‘rganish natijasida, ryu,4+rl,4 qarshilikli shoxobcha (oxirgi yuklanish oxirgi liniya bo‘lagi bilan birga) ryu,3 (oxiridan oldingi bo‘lak yuklanishi shoxobchasi) bilan parallel ekanligini ko‘rish mumkin. Ushbu ikki shoxobchalarni bitta ekvivalent qarshilik bilan almashtirish mumkin. Bu qarshilik esa, o‘z navbatida rl,3 (oxiridan oldingi liniya) qarshiligiga ketma-ket ulangan bo‘ladi.
Shu ta’riqa, barcha zanjir qarshiliklarini «yig‘ish» va, natijada murakkab zanjirni soddalashtirilgan (2,a-rasm) xolatga keltirish mumkin. Soddalashtirilgan zanjir uchun manba toki Il,1 ni aniqlash qiyin emas. Bundan so‘ng birinchi yuklanishdagi kuchlanishni
Uyu1 = Ye – rl1·Il1 (13)
va uning tokini aniqlash mumkin:
Iy1 =Uy1/ry1 ,
so‘ngra ikkinchi bo‘lakdagi liniya toki Il2 = Il1 - Iyu1 ni aniqlanadi va h.k.
Kirxgofning birinchi qonuni chet tillardagi adabiyotlarda har xil nomlarda uchraydi, shulardan ikkinchi nomi Kirxgofning toklar qonuni, uchinchisi Kirxgofning tugunlar uchun qonuni – elektr zanjirining tugunlari uchun qo‘llaniladi va elektr tokining uzluksizligi prinsipiga asoslanadi. Kirxgofning toklar qonuni - elektr (zaryad) miqdori saqlanish qonunidan kelib chiquvchi natijadir; undanda ko‘ra ahamiyatliroq qilib aytganda - bu energiya saqlanish qonunining elektr zanjirlari «tilidagi» ifodasidir: zanjirning bir tuguniga shoxobchalardan keluvchi barcha toklar yig‘indisi, ushbu tugundan chiqib ketayotgan barcha toklar yig‘indisiga teng.
Zanjirning tugunini berk yuza s bilan o‘rab olamiz (1.5,a-rasm). Qabul qilingan farazlarga muvofiq, mujassamlangan parametrli zanjirlardagi barcha sig‘imlar zanjirdagi mavjud kondensatorlarda mujassam bo‘lgan. Bu ulangan o‘tkazgichlardan zanjirning boshqa qismlariga elektr siljish toklarining o‘tishini e’tiborga olmaslikka mos keladi. Shunday qilib, berk yuza s orqali shu yuzani kesib o‘tayotgan o‘tkazgichlardagi faqat o‘tkazuvchanlik toklari oqib o‘tadi.

5-rasm

Tokning uzluksizligi prinsipi asosida, bu holat uchun quyidagi ifodaga ega bo‘lamiz:
Jds = i1 + i2 + i3 = 0.
Zanjirning tuguniga ulangan ixtiyoriy p shoxobcha uchun
(14)
ya’ni, elektr zanjirining tugunidagi toklar algebraik yig‘indisi nolga teng, mana shu Kirxgof birinchi qonunining ta’rifidir.
Kirxgof birinchi qonunining har xil nomlari ichida, uning mohiyatini aniqroq ifodalaydigani - Kirxgofning toklar qonuni (KTQ) nomidir. Kelgusida bu qonunni mana shu nomda ishlatamiz.
KTQ asosida tenglamalar tuzishni barcha shoxobchalarda toklarning shartli-musbat yo‘nalishini aniqlash va ularni sxemada strelkalar bilan belgilashdan boshlash zarur. Toklarning musbat yo‘nalishi tugundan boshlansa, (4.1) tenglamaning chap tomonidagi toklarning harfli belgilariga «plyus» ishorasini, musbat yo‘nalishi tugun tomon yo‘nalgan bo‘lsa, toklarning harfli belgilariga «minus» ishorasini qo‘yiladi. 5,a-rasmdagi holat uchun tenglamaning barcha toklari uchun «plyus» ishora, 5,b-rasmdagi holat uchun esa quyidagicha yozish kerak:
-i1 + i2 + i3 = 0. (14,a)
Agar hisoblashlar natijasida biror tok vaqtning biror oni uchun musbat ishorali (i k >0) bo‘lsa, demak shu onda tokning yo‘nalishi strelka ko‘rsatishiga mos bo‘ladi. Agar natija i k < 0 bo‘lsa, demak bu tokning yo‘nalishi aslida strelkaga teskari yo‘nalishda bo‘ladi.
Kirxgofning ikkinchi qonuni, yoki boshqa nomlardagi Kirxgofning konturlar uchun qonuni, yoki Kirxgofning kuchlanishlar qonuni elektr zanjirlarining berk konturlari uchun qo‘llaniladi
E dl = Eind dl + Etashq dl . (15)
Etashqdl qiymat konturga ta’sir etayotgan tashqi manbalar EYuKlarining Uetashq yig‘indisidir. Tenglamaning Eind dl tashkil etuvchisi tarkibiga konturdagi barcha induktivlanayotgan EYuKlar – ham elektromagnit induksiyasi, ham o‘zinduksiya, ham o‘zaro indksiya asosidagi EYuKlar kiradi. Masalan, g‘altakdagi eL = L di / dt ni olaylik. Agar (15) ning birinchi tashkil etuvchisiga energiya manbasi sifatida faqat generatorlardagi EYuKlarining yig‘indisi Ueind ni kiritsak, u holda g‘altaklardagi induktivlanayotgan o‘zinduksiya va o‘zaro induksiya EYuKlarini tenglamaning chap tomoniga o‘tkazilishi va Edl ning tarkibiga kiritilib, g‘altak klemmalaridagi kuchlanishlar pasayuvi sifatida e’tiborga olinishi shart. Masalan, g‘altak uchun tenglamaning chap tomonida iL = +L di / dt paydo bo‘ladi. Chap tomondagi E dl tarkibiga, yana konturga kiruvchi reostatdagi kuchlanishlar pasayuvi ri ham, kondensatordagi uC = q/C kuchlanishlar pasayuvi ham kiradi. Konturning barcha p shoxobchalaridagi energiya manbalari EYuKlarining yig‘indisini quyidagicha belgilaymiz

undan
. (16)
Shunday qilib, Kirxgofning ikkinchi qonuni quyidagicha talqin etiladi: elektr zanjirining ixtiyoriy berk konturdagi barcha shoxobchalari kuchlanishlar pasayuvining yig‘indisi shu konturga ta’sir etayotgan energiya manbalari EYuKlarining yig‘indsiga teng.
Agar k – shoxobchada, umumiy holda, aktiv qarshilik ik qarshiligi, iL induktivlik g‘altagi S sig‘imli kondensatori (6,a-rasm) bo‘lsa, u holda ushbu shoxobcha bo‘ylab kuchlanishlar pasayuvi
shu elementlarning ular kuchlanishlari pasayuvlari yig‘indisiga uk = urk + uLk + uCk teng.

6-rasm

Unda

Kirxgofning ikkinchi qonuni asosida tenglamalar tuzish uchun barcha shoxobchalarning ik toklari va energiya manbalari EYuKlari yek ning musbat yo‘nalishlari berilgan bo‘lishi shart. Kuchlanishlar pasayuvi uk musbat yo‘nalishlari ik toklarning musbat yo‘nalishlariga mos deb hisoblaymiz. Shundan so‘ng konturni aylanib chiqishning biror yo‘nalishini tanlab, kuchlanishlar pasayuvi yig‘indisi va EYuKlar yig‘indisini tuzishda uk va yek ning harfli belgilari oldiga «plyus» yoki «minus» ishoralarini qo‘yish lozim. Agar uk va yek qiymatlar musbat yo‘nalishari aylanish yo‘nalishi bilan mos kelsa «plyus», aksi bo‘lsa «minus» ishorasi qo‘yiladi.
Mujassamlangan parametrli elektr zanjirlarida Kirxgofning ikkinchi qonuni elektr zanjirini qurshab olgan fazo orqali bir tugundan ikkinchi tugunga o‘tadigan kontur uchun ham yozilishi mumkin. Mujassamlangan parametrli elektr zanjirlari nazariyasini qurishda qabul qilingan ilmiy abstraksiyalar asosida shuni e’tiborga olishimiz zarurki, bu zanjirni qurshab olgan fazoda magnit va tashqi maydonlar bo‘lmasligi zarur, demak, yetashq va yeind EYuKlar nolga teng bo‘lishi shart. Konturni bunday aylanish yo‘nalishini tanlaganda quyidagini yozish mumkin
E dl = (17)
bunda - m va n tugunlar orasidagi kuchlanishlar.
Shunga e’tibor beraylikki, mujassamlangan parametrli zanjirning tashqi fazosida ham elektr maydoni mavjud deb hisoblansa, integral ayrim ma’noga ega bo‘ladi. Ammo bunday maydon energiyasi va siljish toklari juda kichik va e’tiborga olmasa ham bo‘ladi, deb hisoblanadi.

7-rasm

Shoxobcha k da (6,b-rasm) energiya manbalarining mavjudligi shu shoxobchaning grafigiga (6,v-rasm) hech qanday ta’sir etmaydi. Shoxobcha grafidagi tok va kuchlanishlarni va kabi belgilaymiz. Tok va kuchlanish , tok manbasi va EYuK (7,b-rasm) manbasiga ega bo‘lgan, biror umumlashtirilgan shoxobchaga taalluqlidir. KTQga asosan, 17,b-rasmdagi (yoki ) tuguniga nisbatan quyidagilarni yozish mumkin bo‘ladi

Kirxgofning ikkinchi qonuniga muvofiq, k shoxobcha o‘tkazgichlaridan m tugundan n tugunga o‘tayotgan va tashqi fazodan – n tugundan m tugunga o‘tayotgan kontur uchun quyidagini hosil qilamiz
.
Keyingi ifoda berilgan sxemada mavjud bo‘lgan va sxema grafida shoxobchalar toklari va kuchlanishlari, tok va EYuK manbalari kesmalar bilan tasvirlangan bo‘lsa, grafning umumlashtirilgan shoxobchalaridagi tok va kuchlanishlarni bog‘laydi.
Kirxgof qonunlari bo‘yicha sxema grafi uchun tenglamalar yozilganda shuni ko‘zda tutamizki, bu tenglamalar tarkibiga sxemaning umumlashtirilgan shoxobchalaridagi tok va kuchlanishlar kiradi. Demak, sxema grafi uchun quyidagini yozish mumkin:
va yoki . (18)

4.2. Ideal tok generator, tranzistorli tok manbalari, umumiy elementar ulanishdagi sxemalar, kaskad boshqariluvchi sxemalar.

Tok va E.Yu.K manbalari radioelektron zanjirlarning aktiv
elementlari xisoblanadi. Ular odatda generatorlar deb ataladi.
Ideal E.Yu.K generatori deb ichki qarshiligi Rr=0 bulgan o‘zgarmas yoki o‘zgaruvchan kuchlanish manbaiga aytiladi. Manba qisqichlariga istalgan qarshilikka egabo‘lgan iste’molchi element ulanganda xam, undagi kuchlanish qiymati o‘zgarmasligi kerak. Agar iste’molchi element qarshiligi Ru = 0 bo‘lib qolsa, undan cheksiz katta tok okadi. E.Yu.K generatorini kuchlanish generatori deb xam yuritiladi. Generatorning sxematik belgilanishi 1-rasmda keltirilgan. Aylana ichidagi strelka manba E.Yu.K ining shartli musbat yo‘nalishini ko‘rsatadi. Bunda
manba tomonidan hosil qilingan tashqi tok yo‘nalishi, shartli E.Yu.K
yo‘nalishini ko‘rsatadi. Mazkur xolda bu ikki yo‘nalish o‘zaro mos keladi. Kuchlanish esa E.Yu.K ga qarama-qarshi bo‘ladi. Real E.Yu.K generator -larining ichki qarshiligi noldan farqli bo‘lganligidan ularni sxemada manbaga ketma-ket ulangan karshilik ko‘rinishida tasvirlanadi.
Real EYuK generatoriga Ru qarshilikka ega bo‘lgan iste’molchi
element ulansa, undan

8- rasm. Kuchlanish generatorining 9- rasm. Tok generatorini shartli belgisi: shartli belgisi:
a — ideal; b — real. a — ideal; b — real.


qiymatli tok oqib o‘tadi. Iste’molchi elementdagi potensial tushuvi

bo‘ladi. Ideal tok generatori deb cheksiz katta ichki qarshilikka ega
bo‘lgan o‘zgarmas yoki o‘zgaruvchan tok manbaiga aytiladi. Ideal generatorning ichki qarshiligi sxemada ko‘rsatilmaydi (9- rasm). Bu generatorga istalgan qarshilikli iste’molchi element ulansa, undan o‘tuvchi tok o‘zgarmaydi. Generatordan o‘tuvchi tok yo‘nalishi sxemada aylana ichidagi strelka yo‘nalishiga mos keladi. Real generatorning ichki qarshiligi cheksiz emas. Uning sxematik belgilanishi 9-rasm, b da keltirilgan. Generatorga Ru qarshilikli iste’molchi element ulanganda, undagi kuchlanish:
U = I R
bo‘ladi, bunda R to‘la zanjir qarshiligi:

Har qanday chiziqli bo‘lmagan boshqariluvchi elementli kaskad ikkita zanjirdan iborat bo‘ladi, yani kirish va chiqish zanjirlari. Kirish zanjiri kuchaytiriluvchi signal manbaidan chiqish zanjiri yesa kaskadning ta`minlash manbaidan va yuklamadan iborat.
Kirish signalining manbasi bo‘lib,har xil turdagi datchiklar va kaskadlararo ulanishdagi oldingi kaskadlarning chiqish zanjirlari ishlatiladi.
Kaskad ishlashini yekvivalent generator haqidagi teorema asosida tahlil qilganda, hxar qanday signalning manbasini, qandaydir ichki qarshilikka ega bo‘lgan E.Yu.K generatori ko‘rinishida tasvirlash mumkin. Binobarin datchikning toifasiga qarab E.Yu.K generatorining ichki qarshiligi turlicha bo‘ladi. Masalan: agar potensiometrik datchik bo‘lsa, generatorning ichki qarshiligi aktiv xarakterga ega bo‘ladi. Induktiv datchiklarda yesa ichki qarshilik kompleks xarakterga ega bo‘ladi. Ko‘p hollarda avtomatik qurilmalar kuchaytirgichlarining yuklamasi bo‘lib, bajaruvchi qurilmalarning cho‘lg‘amlari yoki keyingi kuchaytirgich kaskadlarining kirish xizmat qiladi.
Kaskadni hisoblayotganda yuklama u yoki bu strukturaning kompleks
qarshiligi deb olinadi. Binobarin umumiy holda yuklama qarama-qarshi E.Yu.K. dan iborat bo‘lishi mumkin. Kuchaytirish kaskadlarining kirish va chiqish zanjirlari umumiy nuqtaga egadir.
10-rasmda kuchaytirish kaskadining soddalashtirilgan sxemasi keltirilgan. Bu sxemadagi yuklama zanjiri ta’minlash manbaining ichki qarshiligi nolga teng. Signal manbai ZS qarshilikli YeS E.Yu.Kdan iborat va u kuchaytirgichning RVX kirish qarshiligiga ulangan.


10-rasm.

Kuchaytirgichning chiqish zanjirini, chiqish qarshiligi ZVIX va yuklama
qarshiligi ZN bilan ketma-ket ulangan E.Yu.K.ning yekvivalent generatori sifatida qarash mumkin.
Kaskadning kirish qarshiligi Zvx va signal manbaining ichki qarshiligi ZS o‘rtasidagi munosabatga kura uchta rejim mavjuddir:
A) Zvx>>Zc shart bajarilganda signal manbai salt yurish rejimida ishlaydi va berilgan kirish kattaligi kuchlanish bo‘lib U vx ≈ Yes qabul qilinadi. Shuning uchun katta kirish qarshiligiga ega bulgan kuchaytirgichni kuchlanish kuchaytirgichi deb yuritish mumkin.
B) Agar Rvx<S) Agarda Zkir qarshilik bilan Zs signal manbaining ichki qarshiligi maksimal aktiv quvvatni uzatish sharoitiga yaqin bo‘lsa, unda kuchaytirgichni quvvat kuchaytirgichi deb yuritish mumkin.
Zs= Zkir
bu yerda, Zkir - kompleks qarshilik(Zs ga qo‘shma).
Datchikning toifasi kirish zanjirining ishlash rejimini aniqlaydi, yani kuchaytirgichning kirish qarshiligi qiymatini aniqlaydi, xususan, kuchaytirgichning toifasini ham aniqlaydi.(potensiometrik hamda induktiv datchiklar salt yurish rejimida, yani kuchlanish kuchaytirgichi rejimida ishlashi maqsadga muvofiq.
Zkir qarshiligi bilan yuklangan datchiklar ma’lum miqdorda o‘z xarakteris -tikalarini (uzatish koyeffisiyenti, sezgirligi va b.q.) uzgartirib yuboradi.
Zvix hamda Zyu qarshiliklari orasidagi munosabat ham xuddi kirish zanji -ridagi kabi bo‘lishi mumkin. U holda Zn>>Zchiq shart bajarilib, kaskadning chiqish kattaligi kuchlanishdan iborat bo‘ladi va kaskad potensial chiqishli kaskad deb nomlanidi. Zn<Agar Zn hamda Zchiq qarshiliklari mos kelsa, kaskadning chiqish kattaligi quvvatdan iborat bo‘ladi va kaskad, signalini quvvat bo‘yicha kuchaytirish kaskadi deb nomlanadi.
Signalni quvvat buyicha kuchaytirish bu shartli tushuncha bo‘lib, u Zn= Zchiq tenglikni ko‘rsatish uchun ishlatiladi, umuman olganda yesa hamma kaskadlar
ham signalni kuchaytiradi.
4.3 Operatsion kuchaytirgichlar asosidagi tok manbalari.

Analog integral mikrosxemalardan hozirgi kunda eng ko‘p foydalaniladigan operatsion kuchaytirgichlar (OK) hisoblanadi. Chunki OKlar asosida turli chiziqli, nochiziqli analog va raqamli elektron qurilmalar yasaladi. Operatsion kuchaytirgich – katta kuchaytirish koeffitsiyentiga, keng chastota o‘tkazish polosasiga va bir nechta kirishga ega bo‘lgan kuchaytiruvchi qurilma. B u kuchaytirgichlarda chiziqli xarakteristika hosil qilish uchun kaskadlar bir-biri bilan bevosita bog‘lanadi. Shu sababli uning chastota o‘tkazish polosasi noldan boshlab katta chastotalarni o‘z ichiga oladi. Odatda, kirish va chiqish qarshiliklari orasidagi munosabatni muvofiqlashtirish uchun kuchaytirgichga teskari bog‘lanish kiritiladi.

Operatsion kuchaytirgich ikki yoki uch kaskadli sxemadan tuziladi. Uch kaskadli sxema kirishida differensial kuchaytirgich, kuchlanish bo‘yicha kuchaytirgich va signal amplitudasi kuchaytirgichdan iborat. Operatsion kuchaytirgich (OK) kuchlanish bo‘yicha sezilarli katta kuchaytirish koeffitsiyentili to‘g‘ridan-to‘g‘ri kuchaytirishli ko‘p kaskadli o‘zgarmas tok kuchaytirgichi hisoblanadi. OKning avfzalliklari OKga nisbatan turli funksional qurilmalarning ko‘rsatkichlari faqat OK tarkibiga kiritilgan va OKning o‘ziga bog‘liq bo‘lmagan teskari aloqa zanjirlari elementlari parametrlari orqali aniqlanishidir. Dastlab OK analog hisoblash mashinalarida qo‘shish, ayirish, masshtablash, differensiyalash va boshqa matematik amallarni bajarish uchun mo‘ljallangan. Zamonaviy OKlar sxemotexnik bajarilishi, parametrlari va qo‘llanish maqsadi bo‘yicha ajratiladi. Sxemotexnik bajarilishi bo‘yicha kuchaytirgichlar differensial va invers kirishlarli OKlarga bo‘linadi, bunda OKlar signallarni ham qayta o‘zgartirishli, ham qayta o‘zgartirishsiz bo‘lishi mumkin. OKda signallarni qayta o‘zgartirish turli modulyatsiya turlari (bir karrali, ikki karrali, boshqaruvchi generatorlar orqali) yordamida amalga oshiriladi. OKning barcha pamametrlari bir necha sinflarga bo‘linadi va har bir OK turi faqat bir sinfga taaluqli bo‘lgan parametrlarga ega bo‘ladi, ya’ni OKlar mavjud parametrlari orqali maxsuslashtirilgan. Qo‘llanilish sohalari bo‘yicha OKlar umumiy qo‘llaniladigan, maxsus, pretsizion, o‘lchash, tezkor, keng oraliqli va boshqa turlarga ajratiladi. Integral OKlar ham kuchlanish orqali boshqariladigan stabil kuchlanish va o‘zgarmas tok manbalari sifatida, ham kuchlanish qaytargichlari sifatida qo‘llaniladi.
Ular asosida turli integratorlar, differensiatorlar va summatorlar quriladi. Ko‘paytirish, bo‘lish, logorifmlash, antilogorifmlash, ayirish sxemalari ham integral OKlar asosida quriladi. Turli funksional o‘zgartirgichlar, signallarni siqish sxemalari, 123 turli detektorlar, komparatorlar, garmonik va relaksatsion generatorlar, giratorlar, aktiv filtrlar integral OKlar asosida bajariladi. Elektron apparaturani integral asosida qurishda integral OKlar xossalaridan samarali foydalanish uchun ularning ichki tuzilishini, parametrlarini va xarakteristikalarini bilish zarur bo‘ladi. Operatsion kuchaytirgich (OK) kuchlanish bo‘yicha sezilarli katta kuchaytirish koeffitsiyentili to‘g‘ridan-to‘g‘ri kuchaytirishli ko‘p kaskadli o‘zgarmas tok kuchaytirgichi hisoblanadi. OKning avfzalliklari OKga nisbatan turli funksional qurilmalarning ko‘rsatkichlari faqat OK tarkibiga kiritilgan va OKning o‘ziga bog‘liq bo‘lmagan teskari aloqa zanjirlari elementlari parametrlari orqali aniqlanishidir. Dastlab OK analog hisoblash mashinalarida qo‘shish, ayirish, masshtablash, differensiyalash va boshqa matematik amallarni bajarish uchun mo‘ljallangan. Zamonaviy OKlar sxemotexnik bajarilishi, parametrlari va qo‘llanish maqsadi bo‘yicha ajratiladi. Sxemotexnik bajarilishi bo‘yicha kuchaytirgichlar differensial va invers kirishlarli OKlarga bo‘linadi, bunda OKlar signallarni ham qayta o‘zgartirishli, ham qayta o‘zgartirishsiz bo‘lishi mumkin. OKda signallarni qayta o‘zgartirish turli modulyatsiya turlari (bir karrali, ikki karrali, boshqaruvchi generatorlar orqali) yordamida amalga oshiriladi. OKning barcha pamametrlari bir necha sinflarga bo‘linadi va har bir OK turi faqat bir sinfga taaluqli bo‘lgan parametrlarga ega bo‘ladi, ya’ni OKlar mavjud parametrlari orqali maxsuslashtirilgan. Qo‘llanilish sohalari bo‘yicha OKlar umumiy qo‘llaniladigan, maxsus, pretsizion, o‘lchash, tezkor, keng oraliqli va boshqa turlarga ajratiladi. Integral OKlar ham kuchlanish orqali boshqariladigan stabil kuchlanish va o‘zgarmas tok manbalari sifatida, ham kuchlanish qaytargichlari sifatida qo‘llaniladi. Ular asosida turli integratorlar, differensiatorlar va summatorlar quriladi. Ko‘paytirish, bo‘lish, logorifmlash, antilogorifmlash, ayirish sxemalari ham integral OKlar asosida quriladi. Turli funksional o‘zgartirgichlar, signallarni siqish sxemalari, turli detektorlar, komparatorlar, garmonik va relaksatsion generatorlar, giratorlar, aktiv filtrlar integral OKlar asosida bajariladi. Elektron apparaturani integral asosida qurishda integral OKlar xossalaridan samarali foydalanish uchun ularning ichki tuzilishini, parametrlarini va xarakteristikalarini bilish zarur bo‘ladi.
Operativ tok deb operativ zanjirlarni ta’minlovchi tokka aytiladi. Operativ tok zanjirlariga: yoqishni masofadan boshqarish, ya’ni ularni ulab-uzish zanjirlari, rele himoyasi, avtomatika va telemexanikaning operativ hamda signal zanjirlari kiradi.
Operativ zanjirlarni. ayniqsa, shikastlangan elementlarni uzishga aloqasi bulgan zanjirlarni, tok bilan ta’minlash yuqori ishonchlilikka ega bulishi kerak. Shu sababli operativ tok makbalariga kuyiladigan talablar kuyidagicha: qisqa tutashuv va normal bulmagan rejimlar vaqtida operativ tok manbasi tarmog‘idagi kuchlanish va quvvat rele himoyasi va avtomatikaning ishlashi hamda yoqishni ishonchli uzish va ulash uchu yetarli bulishi kerak.
Operativ tok manbalari uzgarmas va uzgaruvchan operativ tok manbalariga bulinadi. Uzgarmas operativ tok manbasi sifatida akkumulyator batareyalaridan va uzgaruvchan operativ tok manbasi sifatida tok kuchlanish va uz ehtiyoj transformatorlaridan foydalaniladi.
Tok va kuchlanish transformatorlarining quvvatidan tug‘ridan tug‘ri foydalanish bilan bir qatorda ular yordamida oldindan zaryadlangan kondensatorning energiyasidan ham foydalanish mumkin.
Uzgarmas operativ tok manbasi sifatida akkumulyator batareyalaridan foydalaniladi. Ular eng ishonchli manba hisoblanadi.
Uzgarmas operativ tok manbalari kuchlanishlarining standart qiymatlari sifatida 24,48,110,220 V qabul qilingan.
Akkumulyator batareyalari maxsus isitiladigan va ventilyatsiyaga ega bulgan xonaga urnatiladi. Ularni doimo zaryadlab turish uchun zaryadlash agregatlari yoki tug‘rilagichlar bulishi zarur. Bundan tashqari akkumulyator batareyalaridan foydalanish va ularni nazorat qilib turish uchun maxsus malakaga ega bulgan personal bulishi kerak.
Uzgarmas tok tarmog‘i ishonchlilikni orttirish uchun seksiyalarga bulinadi va har bir seksiya akkumulyator batareyasining shinalariga ulanadi. Seksiyalar bir-biri bilan rubilniklar vositasida bog‘lanadi.
Seksiyalar va iste’molchilarga boruvchi liniyalar eruvchan saqlagichlar yoki avtomatlar yordamida qisqa tutashuvlardan himoya qilinadi. Uzgarmas tok tarmog‘ida yerga nisbatan izolyatsiyaning holati uzluksiz nazorat qilinadi.
Akkumulyator batareyalari, asosan, quvvati katta bulgan podstansiyalarda va elektr stansiyalarda qullaniladi.
Uzgaruvchan operativ tokdan foydalanish akkumulyator batareyalariga nisbatan iqtisodiy jihatdan tejamli bulib hisoblanadi. Uzgaruvchan operativ tok manbalari sifatida tok transformatorlaridan (TT), kuchlanish transformatorlaridan (KT) va uz ehtiyoj transformatorlaridan (UET) foydalaniladi.
Qisqa tutashuvlardan himoyalarning operativ zanjirlarini ta’minlash uchun TT ishonchli manba bulib hisoblanadi. Chunki QT vaqtida tok, shuningdek TT dan olinish mumkin bulgan quvvat ham ortadi. Lekin TT tok ortishi bilan bog‘lik, bulmagan shikastlanish va normal bulmagan rejimlarda yetarli quvvatni bera olmaydi, masalan, yerga tutashuvlarda, kuchlanish ortishi yoki kamayishi va chastota pasayishiga olib keluvchi normal bulmagan rejimlarda.
KT va UET lar qisqa tutashuv vaqtida yetarli quvvatni bera olmaydilar, lekin ulardan kuchlanish keskin pasaymaydigan normal bulmagan rejimlarda, masalan, uta yuklanish, yerga tutashuv, kuchlanish ortib ketishidan» himoyalarning operativ zanjirlarni ta’minlash uchun foydalanish mumkin. TT va KT larning quvvatidan tug‘ridan - tug‘ri foydalanish bilan bir qatorda ular yordamida oldindan zaryadlangan kondensatorda yig‘ilgan energiyadan ham foydalanish mumkin.
Kondensatorni zaryadlash normal rejimda tarmok, kuchlanishidan foydalanib amalga oshiriladi. Podstansiyada kuchlanish yuqolganda ham kondensatorda tuplangan energiya saqlanib qoladi. Shu sababli zaryadlangan kondensatordan podstansiyada kuchlanish yuqolganda ham ishlashi zarur bulgan rele himoyasi va avtomatika kurilmalarining operativ zanjirlarini ta’minlash uchun foydalanish mumkin.
Operativ zanjirni TT dan tugri da notug‘ri ta’minlash sxemasi (12,a-rasmda kursatilgan. Normal rejimda Q viklyuchatelning YAT uzish chulg‘ami KA relening KA1 kontaktlari orqali shuntlangan. Qisqa tutashuv yuz berganda KA rele ishlab uzining KA1 kontaktini uzadi. Tok transformatori TA ning toki YAT orqali utadi va viklyuchatel Q uzining asosiy kontaktlarini uzadi. Bunday sxema shuntuziladigan sxema deb ham ataladi. Tok va kuchlanish ta’minlash bloklari asosidagi operativ tok manbasining sxemasi 2b- rasmda keltirilgan.TT ning toki oraliq tok transformatori TLA yordamida kuchlanishga aylantiriladi va VS2 tug‘rilagich yordamida tug‘rilanadi.
Qisqa tutashuv vaqtida TLA ning chiqishida hosil buladigan kuchlanish sakrashlarini cheklash uchun S kondensator ulangan. TA TLA S va VS2 birgalikda tok ta’minlash blokini tashkil etadi.
Kuchlanish ta’minlash bloki kuchlanish transformatori TV, oralik, kuchlanish transformatori TLV va tug‘rilagich VSI lardan tashkil topgan. Tok va kuchlanish ta’minlash bloklarini parallel ulash yuli bilan universal ta’minlash bloki hosil qilinnadi.
Normal rejimda S kondensator TV kuchlanish transformatoridan VS tugrilagich va R cheklovchi qarshilik orqali zaryadlanadi. Qisqa tutashuv yuz berganda KA rele ishlab uzining KAL kontaktini ulaydi va S kondensatorning zaryadlanish toki viklyuchatelning uzish chulg‘ami YAT orqali utadi, Q viklyuchatelning kontaktlari uziladi.

11-rasm.
Nazorat savollari

1. 
   Ideal tok generatori nima.
   
2. 
   Tranzistorli tok manbalari xaqida tushuncha bering.
   
3. 
   Umumiy elementar ulanishdagi sxemalarni tushuntirib bering.
   
4. 
   Kaskad boshqariluvchi sxemalarni tushuntirib bering.
   
5. 
   Mustaqil va nomustaqil manbalar farqi nimada.
   
6. 
   Elementlarni ketma – ket va parallel ulashni tushuntiring.
   
7. 
   Mustaqil manbalarga qanday elementlar kiradi.
   
8. 
   Nomustaqil manbalarga qanday elementlar kiradi.
   
9. 
   Ideal kuchlanish manbasi elementlarini tushuntirib bering.
   
10. 
    Real kuchlanish manbasi elementlarini tushuntirib bering.