Электр станциялары және электрэнергетикалық жүйелері кафедрасы

мм
кВ
N
n
i
i
Тi
Тi
2
,
12
166
7
,
2070
1
2


















. (2.5) 
Берілген мәліметтердің көрнектілігі үшін гистограмма мен интегралдық қисық 
алынады (2.1- сурет). 
2.1- сурет. Гистограмма -1 мен интегралдық сызық -2. 
Гистограмма тұрғызған кезде горизонталь осі Е
т
интервалдарына 
сәйкес 
келетін тең кесінділерге бөлінеді. Бұл кесінділерді табаны етіп алып, биіктігі берілген 
интервалдағы тесілген үлгілердің санына пропоционал етіп төртбұрыштар саламыз. 
Сонан соң төтбұрыштардың ортасын жатық қисық сызықпен қосамыз. Салынған 
фигураны гистограмма деп атайды. Одан кейін қосындылар сызығы мен интегралдық 
сызық салынады. Интегралдық сызықты салған кезде әрбір интервалға сәйкес 
үлгілерді тізбектеп қосамыз. 
2.1 
-суретте 2.1- кестеде берілген мәліметтерге сәйкес гистограмма /1/
мен интегралдық қисық /2/ салу мысалы көрсетілген. Егер интегралдық сызық пен 
гистограмманы бірліктер арқылы салсақ, онда бақылау нәтижелері арқылы үлгіні 
қандай кернеуде тесілу ықтималдығын /вероятность/ бағалауға болады. Бұл үшін 
жиіліктерді бірліктер арқылы анықтау керек. Бірліктер арқылы көрсетілген разряд 
жиілігін жиіліктік (W
і
) деп атаймыз
W
і
=
N
i
n
. 
(2.4) 
Сонымен интегралды сызықты салған кезде 1.1-суретке сәйкес ординаталар 
осіне жиналған жиіліктік салынады, яғни 

Wі, ал гистограмма салған кезде берілген 
кернеуліктегі жиілік /Wі/ салынады (берілген кернеулікте n
і
= Wі) 
Іс жүзінде, тәжірибе санының көбеюіне байланысты жиіліктік, берілген 
і

, 
кернеулік интервалында тесілу ықтималдығын көрсететін тұрақты шамаға ие 
болатындығы анықталған. 
Осыған орай ықтималдылығы N 


кезіндегі lim ni/N ретінде анықтауға 
болады. 
Жиіліктері вертикаль осіне жиналған интегралдық сызық арқылы берілген 
кернеулікте үлгінің тесілу ықтималдығын анықтауға болады 

Мысалы, (2.1 - суретін қарайық) кернеулік 37 кВ/мм болғанда тесілу 
ықтималдығы 1-ге тең; ал кернеулік 28 кВ/мм-ге ықтималдығы 0,5 – ке тең. 
Гистограмма арқылы берілген интервалдағы тесілу ықтималдығын анықтауға 
болады. Мысалы, (2.1-сурет бойынша) электр өрісінің (26,5-29,5) кВ/мм 
кернеуліктердің интервалдарында тесілу ықтималдығы -0,33-ке тең, ал (29,5-31,5) 
кВ/мм кернеуліктердің интервалында тесілу ықтималдығы 0,26-ға тең. 
2.5
Сынау қондырғысын суреттеу 
Сынау қондырғысы изоляциялық лактың, плита тәріздес изоляция 
материалдарының, мысалы, гетинакс ж.б., лактармен оқшаулаған сымдардың электр 
беріктігін анықтау үшін қызмет етеді. 
Тиіп кеткенде сенімді электр тоғынан қорғау үшін сыналатын электродтары бар 
сынақ орны, жоғары кернеуді реттеуге және өлшеуге арналған барлық приборлар 
темірмен қапталған корпус ішінде тұрады. Сынақ камерасында жұмыс істеу үшін 
оның алдынғы қабырғасы мен корпустың қақпағын ашу керек. Сыналып жатқан 
материалды бақылап түру үшін корпус қақпағына әйнек терезеше орнатылған.
1- 1-
кернеуді бірқалыпты реттейтін құрылғы; 
2- 2-
кернеуді ұлғайтатын трансформатор; 
3- 3-
сыналатын үлгі; 
4- 4-
көрсететін лампа; 
5- 5-
камера; 
6- 6-
кілт. 
2.2 – сурет. Қондырғының принципиалды сұлбасы 
Берілген кернеуді реттеу трансформаторы арқылы бірқалыпты реттеп отыруға 
болады. Жоғары кернеуді изоляциямен құйып жасалған қабыршықтың ішіндегі 
жоғары вольтты трансформатор арқылы алуға болады. Кернеуді түзету үшін бір 

фазалы дәнекер сұлбасына /мостиковая схема/ қосылған селенді түзеткіш 
қолданылады. Айнымалы жоғары кернеуді өлшеу үшін вольтметрді жоғары вольтты 
трансформатордың кіші кернеу жағына қосамыз. Одан шыққан тұрақты кернеуді 
өлшеу үшін кедергімен тізбектеп қосылған вольтметр қолданылады. 
Сыналып жатқан объект тесілген кезде, немесе ол арқылы үлкен ток жүрген 
кезде, жоғары кернеу максимал ток релесі арқылы тоқтатылады. 
Қызмет ету элементтерімен қызмет ету панеліндегі аспаптардың орналасуы 
2.2 - кесте. Жұмыс істейтін панельде қолданылатын символдар 
Позиция 
Символ 
Мағынасы 
1 
220В 01 
Сөндіргіш «күш сөндіргіші 0-1» 
2 
1 
Кнопка «жұмыс контактор -1» 
3 
0 
Кнопка «ноль сөндіргіш» 
4 
Кернеуді көбейту – азарту саты 
5 
- 
Деңгейді өзгерткіш 
6 
1кВ,2кВ,5кВ,10кВ. 
7 
110кВ,1кВ,10кВ,0 
Кернеуді өзгерту 
8 
Аспан «Тұрақты кернеу - шығыс» (прибор) 
9 
Аспан «айнымалы ток – шығыс» 
10 
Аспан «бастапқы кернеу» 
11 
Аспан «бастапқы ток» 
12 
Аспан «сынақтайтын кернеу» 
2.6 Сынау кезіндегі қондырғыда жасалатын жұмыстар. 
2.6.1 /7/ қосқыш арқылы керекті сынақ кернеуі қосылады. Айнымалы кернеуді 
қолданған кезде /6/ қосқышпен керекті (1,2,5,10кВ) кернеу қосылады. 
2.6.2
/І/ -ші күш айырғышын қосу керек. /2/ Кнопкалы айырғыштағы жасыл 
лампа жанады. 
2.6.3
Жұмыс контактарын кнопкалы айырғыш /2/ арқылы сөндіреміз: 2-ші 
айырғыштағы жасыл лампа сөніп, 3-ші айырғыштағы қызыл лампа жанады. 
2.6.4
5-ші тұтқаны оңға қарай айналдыра отырып керекті кернеуді қоямыз. 
Сыналып жатқан объект тесілген кезде немесе өте үлкен ток жүргенде жұмысшы 
контактор өшіріледі. 

2.7 Өлшеуіш аспаптардың көрсеткіштерін алу 
2.7.1 Айнымалы кернеуді өлшеу. Шыққан кернеуді алу үшін алғашқы кернеуді 2.3 - 
кесте сәйкес
коэффициентке көбейтеміз. 
2.7.2 Тұрақты кернеуді өлешеу. Шығу кернеуін 7-ші айырғыштың күйін
ескеріп 8-ші аспап көрсетеді. 
2.7.3 Токты өлшеу
Аспап келесі мағыналарды көрсете 
- реттегіш трансформатордың /11/ шығу тоғын; 
- жоғары вольтты трансформатордың /9/ шығу тоғын; 
2.3
- кесте 
Денгейді өзгерткіш (6)
мынандай күйде болса 
Төмендегі 
көрсетілген 
клеммалардың 
шығысындағы коэффициенті 
U – Y клемалардағы 
Y-

клеммалардағы
1 кВ 
5 
2,5 
2 кВ 
10 
5 
5 кВ 
25 
12,5 
10 кВ 
50 
25 
2.8 Қондырғыны өшіру 
Сынау қондырғысы ереже бойынша келесі сұлбамен өшіріледі: 
2.8.1 /5/ тұтқаны солға бұрай отырып сынау кернеуді нөлге қояды. 
2.8.2 Жұмысшы контакторды /3/ кнопкалы айырғышпен өшіреді. 
2.8.3 /1/ күш айырғышын өшіреді. 
2.8.4 Қауыпты жағдайда күш айырғышын /1/ өшіреді. Күш айырғышын екі 
контакт арқылы өшіруге болмайды. 
2.9 Жұмыс тапсырмасы 
2.9.1 Мұғалім тапсырмасы мен берілген үлгілер санын тесу. 
2.9.2 Анықталған Е
т
-нің нәтижелерін вариациялық қатар және 2.1- 
кестесіндегідей етіп құрама кесте ретінде көрсету. 
2.9.3 Е
т
мен 

анықтау. 
2.9.4 Гистограмма мен интегралдық сызықты салу. 
2.9.5 Алынған нәтижелерді түсіндіру. 
2.9.6 Әр түрлі оқшауламалардың тесілу нәтижесіне қарап электр беріктігінің
зат құрамымен құрылымына байланысты қорытынды шығару. 
2.10 Бақылау сұрақтар
2.10.1 Диэлектриктердің электр беріктігі дегеніміз не? 
СИ жүйесі қандай бірлікпен өлшенеді? 
2.10.2 Қатты диэлектриктердің қандай тесілу түрлері бар? 
2.10.3 Электр тесілуі қалай жүреді? 
2.10.4 Электрохимиялық тесілуі қалай жүреді? 
2.10.5 Жылу электр тесілуі қалай жүреді? 
2.10.6 Диэлектриктің электр беріктігі оның қалыңдығына байланыстылығы. 
2.10.7 Статистикалық өндеу нәтижелерін қалай жүргізеді? 
2.10.8 Орташа квадраттық ауытқу деген не? 
2.10.9 Нәтижелерді статистикалық өңдеудің мақсаты? 

2.10.10 Гистограмма мен интегралдық сызықты қалай тұрғызады? 
2.10.11
Электр беріктігін сынайтын қондырғыны суреттеу. 

4 зертханалық жұмыс

Өткізгіштік материалдар 
4.1 Жұмыстың мақсаты
Өткізгіш материалдардың физикалық құбылыстарын зерттеу және олардың 
негізгі 
мінездемелерінің 
меншікті 
кедергісін, 
кедергінің 
температуралық
коэффициенттін, термо эқк –ін эксперименттік жолмен анықтау.
1.1
Қысқаша теориялық кіріспе 
Өткізгіш материалдарға меншікті кедергісі 10
-5
Ом.м – ден аз болатын 
заттар жатады. Металдар мен олардың қоспалары электротехникада кеңінен 
қолданылатын өткізгіш материалдар болып келеді. Металдардың ішіндегі айырықша 
кезде түсетіндер, меншікті кедергісі қалыпты температурада 0,1 мкОм.м аспайтын
мен қалыпты температурада меншікті кедергісі 0,3 мкОм.м – ден аспайтын метал 
қоспалары. Жоғары өткізу қабілеті бар металлдар кабельдер, электр машиналары мен 
трансформаторлардың орамдары қолданылады. Жоғары кедергілі қоспалар 
резисторлар мен электр жылыту элементтерінде қолданылады. 
Металлдардың классикалық электрондық теориясы бойынша, қатты өткізгіш 
кристаллдық иондық тордың түйіндері ретінде қарауға болады. Түйіндердің арасында 
еркін электрондар орналасқан. Металдардағы тоқтың тууы электр өрісінің әсерінен 
еркін электрондардың бағытталған қозғалысы болғандықтан, металдарды 
электрондық электр өткізгіштер деп немесе бірінші түрлі өткізгіштер д.а деп атайды. 
Өткізгіш материалдардың қасиеттерін көрсететін негізгі параметрлерге: 
- меншікті кедергі /ρ/ немесе оған кері шама меншікті өткізгіштік /

/; 
- меншікті кедергінің температуралық коэффициенті /ТКρ/; 
- контакталық потенциалдар айырмасы мен Термо ЭҚК (ТЭДС) жатады. 
Кедергісі – R, ұзындығы - 

және көлденең қимасының ауданы – S – қа тең 
өткізгіштің кедергісін мына формуламен анықтауға болады 
l
S
R
ρ


.
(4.1) 

ρ
– ны өлшеу үшін СИ системасындағы Ом.м бірлігінен басқа CU жүйесінен
тыс Ом.мм
2
/м бірлігінде жиі қолданылады. 
1Ом.м =10
6
мкОм.м =10
6
Ом.мм
2
/м . 
Өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі -
γ
, 
ρ
– ға кері шама См/м – берлігімен өлшенеді; 
См жиі кездесетін өткізгіштер мыс пен алюминий меншікті кедергілері мыналарға 
тең: 0,0172 және 0,028 мкОм.м. 
Металдардың классикалық теориясы бойынша металл өткізгіштердің меншікті 
кедергісін былай анықтауға болады 
λ
N
V
2m
ρ
2
T





, (4.2) 
мұнда m – электронның массасы; 
T
V
– электронның жылулық қозғалуының орташа жылдамдылығы; 

– электронның заряды; 
Ν
– электронның шоғырлануы (концентрация); 
λ
- электронның еркін жүріс орташа ұзындығы. 
Әр түрлі металдардың бейтарап жылулық қозғалуының жылдамдығы (қалыпты 
температурада) бірдей деуге болады. Еркін электрондардың концентрациясының да 
өзгеруі онша емес, сондықтан меншікті кедергі 
ρ
- ның мағынасы негізінде берілген 
өткізгіштің электронның еркін жүрісінің орташа ұзындығы мен байланысты.
λ
- 
өткізгіш материалдың құрамымен анықталады. Дұрыс кристалдық торлы таза 
металдардың 
ρ
-сы аз болады да, ал қоспалардың, торлары дұрыс емес металдардың, 
ρ
-сы көп болады. 
Өткізгіштер үшін кедергінің температуралық коэффициенті деген түсінік бар 
ТК
R
= 
dТ
dR
R
1

,
(4.3) 
меншікті кедергінің температуралық коэффициенті
ТК
ρ
=
dТ
dρ
ρ
1

, (4.4) 
және сызықтық ұлғаюдың коэффициенті
ТК

=
dТ
dl
l
1

,
(4.5) 
мұнда 

- заттың ұзындығы 
Осы коэффицентердің ұлғаюын, мысалы ТК
R
, мынадай жазуға болады 
2
2
1
2
1
R
T
T
R
R
R
1
Κ





, (4.6) 
мұндағы R
1
– Т
1
температурасындағы кедергі; 
R
2
– Т
2
температурасындағы кедергі. 
ТК
R
кедергінің температуралық коэффициенті - кедергінің температураға 
байланыстылығын, яғни кедергінің өткізгішті 1 градусқа қыздырғанда алғашқы
кедергісіне қарағанда қанша есе өзгеретінін нақты сан түрінде көрсетеді. Барлық ТК-
лар температура өлшеміне кері, сондықтан (К
-1
) мен өлшенеді. Классикалық теория 
бойынша қатты күйдегі металдардың ТК – і идеал газ көлемінің ТК-ге жақын болады 
яғни 1/273= 0.00367 К
-1
. Өткізгіштердің ТК-лері өзара байланысты болады 
ТК
R
= ТК
ρ
-ТК

. (4.7) 

Әдетте таза металдар үшін ТК

<< ТК
ρ
болады, сондықтан шамамен ТК
R

ТК
ρ
- ден алуға болады. Мыс пен алюминий үшін ТК-лер 0,0043 және 0,0042 К
-1
тең 
ал ТК

- 0,000016 және 0,000024 К
-1
. Таза металдардан жасалған өткізгіштердің 
температурасын көтерген кезде заряд тасымалдаушылар саны /еркін электрондар 
концентрациясы/ іс жүзінде өзгермейді. 
Бірақ та температура көтерілген кезде, кристалдық тор түйінділерінің /узел/ 
тербелістерінің үлғаюына байланысты, электр өрісінің әсерінен бағытталып 
қозғалған еркін электрондар алдында бөгеттер көбее түседі, яғни орташа еркін жүріс 
ұзындығы /
λ
/ азаяды, осының әсерінен металдардың меншікті кедергісі көбееді (1.1 – 
сурет). 
Басқаша айтқанда ТК
ρ
металдар үшін оң сан. Бірақ қоспалар үшін теріс мәнге 
де ие болуы мүкін. 
4.1 – сурет. Мыстың меншікті кедергісінің температураға байланыстылығы 
Іс жүзінде температура кішкене диапазонда өзгергенде ρ=f(T
о
) байланысын сызықты 
– кесек апроксимациясы етіп алуға болады, бұл жағдайда
ρ
2
= ρ
1
[I +
TК
ρ
(Т
2
-Т
1
)

, (4.8) 
мұндағы ρ
2 
мен ρ
1 
- өткізгіштердің T
2 
және T
1
температураларындағы
меншікті кедергілері (Т
2

Т
1
) ; 
TК
R 
– T
1 
– ден T
2
– ге дейінгі температуралардың меншікті
кедергісінің орташа коэффициенті. 
Әр аттас металлдар бір-бірімен жанасқан кезде олардың арасында контактілік 
потенциалдар айырмасы пайда болады, бұған себеп жанасқан металдардың 
электрондарының шығу жұмысы мен еркін электрондар концентрациясының әр түрлі 
болуы. Егер бір дәнекердің температурасы Т
1
ал екіншісі T
2
сонымен қатар Т
1
≠T
2 
болмаса дәнекерлер арасында Термо ЭҚК пайда болады
k
U
T

(Т
1
-Т
2
) , (4.9) 
мұндағы 
k
– екі өткізгіштің «Термо ЭҚК коэффициенті» 
4.3 Қондырғыны суреттеу 
4.2 - суретінде көрсетілген қондырғы электр пеші мен Р333-деген көпірден 
тұрады. Электр пешінің 4-бұрышты корпусы болаттан жасалып, коррозияға төзімді 

бояумен боялған. Корпустың ішінде алмалы-салмалы шахта футеровкасы 
орналасқан, ол өте жеңіл шамоттан жасалған да, жеңіл салмақты шамоттан жасалған 
аспаға бекітілген. Шахта қабырғасы мен қаптаманың арасындағы кеңістік жылу 
изоляциялық материалмен толтырылған. Аспа мен қаптама табанының арасында 
асбесттен жасалған төсемше бар.
Жылытқыш элементтер ретінде бір-біріне қарама-қарсы қабырғаларға 
орналасқан корбарунді стерженьдер (оқтаушалар) қолданылады. Шамоттан жасалған 
электр пешінің қақпағында жұмыс кеңістігіне термометр салатын және өткізгіштер 
жүргізетін тесік орналасқан. 
Температура 1200° С болғанда корборундті стержендердің кедергісі тез 
қосылады да соның әсерінен ток күші өсіп, стержендер істен шығуы мүмкін. 
Сондықтан температура максимал болған кезде, токты жиі-жиі бақылап тұру керек. 
1-
электр пеші ШП-1, 2-Р333 – көпір, 3- контакті винт, 4- термометр, 
5- үлгі өткізгіш, 6- жеткізу өткізгіштер
4.2 – сурет. Өткізгіштердің 
ρ
және TК
ρ
өлшейтін қондырғының сұлбасы 
4.4 Жұмыс тапсырмасы 
4.4.1 Жеткізу өткізгіштерді қысқаша тұйықтап, оның R
жө
кедергісін 
өлшеуіш көпірмен өлшеу. 
4.4.2 Линейка мен микрометрдің көмегімен сыналып жатқан
өткізгіштің ұзындығы l мен диаметрін анықтау. 
4.4.3
Жеткізу өткізгіштеріне сыналып жатқан өткізгішті жалғап, 
олардың бөлме температурасындағы қосынды кедергісін анықтау 

жүктеу/скачать 1.59 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: