Bazat e Elektroteknikës Ligjërata: 11 Qarqet themelore të rrymës

1. Bazat e Elektroteknikës Ligjërata: 11 Qarqet themelore të rrymës Akademik Alajdin Abazie-mail:a.abazi@seeu.edu.mk , Tel: (044)356-110

2. Qarku me lidhje serike të rezistorëve • Në qarkun me tension të vazhduar U në mënyrë serike le të jenë lidhur n rezistorë: • Sipas ligjeve të Kirhovit (LIIK) vlen: , ku: është rezistenca e përgjithshme e qarkut R, përmes së cilës mund të përcaktohet rryma në qark (I=U/R), kurse përmes rrymës edhe tensionet në rezistorët e veçantë.

3. Qarku me lidhje paralele të rezistorëve • Në qarkun me tension të vazhduar U në mënyrë paralele le të jenë lidhur n rezistorë: • Sipas ligjeve të Kirhovit (LIK) vlen: , ku: është përçueshmëria e përgjithshme e qarkut G=1/R, kurse R=1/G është rezistenca e përgjithshme e qarkut.Përmes G (R) mund të përcaktohet rryma e përgjithshme e qarkut.

4. Qarku me lidhje të kombinuar të rezistorëve • Rezistenca e përgjithshme e lidhjeve të kombinuara (serike dhe paralele) të rezistorëve përcaktohet me kombinimin e rregullave që vlejnë në veçanti për lidhjen serike dhe paralele Shembull: R=R1+(R2||R3) (R2||R3)=R23=R2·R3/(R2+R3) R=R1+R23 I=U/R=I1 U1=I1·R1 U23=U-U1 I2=U23/R2 I3=U23/R3 I1=I2+I3 • Nëqoftëse në burim, në vend të të gjithë rezistorëve, kyqet vetëm një rezistor me rezistencë R, burimi do të jep rrymën e njejtë I, andaj rezistenca R quhet Rezistencë ekuivalente.

5. Rezistenca e ndryshueshme në qarkun elektrik • Rezistenca e ndryshueshme • Mundëson ndryshimin e rezistencës,e me te edhe ndryshimin e tensionit! • Potenciometri • Shfrytëzohet për rregullimin e tensionittë harxhuesve (ose ndarës i tensionit) • Reostati • Shfrytëzohet për rregullimin e rrymës,zakonisht duhet patur kujdes në rrymëne ngarkesës së reostatit

6. Rezistenca e ndryshueshme në qarkun elektrik • Potenciometri bën ndarjen e rezistencës së përgjithshme R në dy pjesë: në R1 (nga e majta) dhe në R2 (nga e djathta) • Raporti mes rezistencave R1 dhe në R2 ndaj rezistencës së potenciometrit R mund të shprehet përmes faktorit α, si vijon: R1= α·R ; R2=(1-α)·R 0≤ α ≤1 • Me ç’vendosjen e rrëshqitësit ndryshon α, gjegjësisht raporti mes rezistencave R1 dhe R2, kurse me te edhe rryma e burimit I dhe kështu mund të rregullohet edhe tensioni i harxhuesit Ut si vijon:

7. Burimi ideal i tensionit dhe rrymës • Karakteristikat e burimeve ideale të tensionit dhe rrymës njëkahore: • Për burimet ideale vlen: • Tensioni te burimi i tensionit, gjegjësisht rryma te burimi i rrymës janë gjithmonë madhësi konstante dhe nuk varen nga rezistenca e harxhuesit të kyqur në burim.

8. Burimi real i tensionit • Modeli i burimit: • Ekuacioni i burimit E=U+I·Ri përshkruan ndarjen e tensionit E në rezistencën e jashtme të harxhuesit (U) dhe në rezistencën e brendëshme të burimit (I·Ri), që mund të prezentohet përmes modelit të dhënë, i cili përfaqson burim ideal të tensionit, andaj edhe quhet modeli i tensionit të burimit real.

9. Burimit real i rrymës • Tensioni i burimit real të tensionit është i përcaktuar me ekuacionin: E=U+I·Ri • Pas pjestimit me Ri fitohet: që, në fakt paraqet ekuacionin (LIK) për ndarjen e rrymës njëkahore E/Ri në rezistencën e jashtme të harxhuesit (I) dhe lidhjes paralele të rezistencës së brendëshme të burimit (U/Ri) • Ekuacioni përshkruan buriminreal përmes burimit ideal tërrymës, andaj paraqitja e këtillëquhet edhe model rrymori burimit real.

10. Transformimet e modeleve të burimeve reale • Rregullat e transformimeve mes modeleve: • Ri e modelit rrymor=Ri e modelit të tensionit(burimi i njejtë) • Nga modeli i tensionit në ate rrymor: • Rryma e burimit rrymor është: Ik=E/Ri • Nga modeli rrymor në ate të tensionit: • Tensioni i burimit të tensionit është: E=Ik·Ri Transformimet lehtësojnë dhe thjeshtësojnë zgjidhjen e qarqeve elektrike!

11. Përshtatja e harxhuesit ndaj burimit për fuqi maksimale • Fuqia ne harxhues Pt=I2Rt varet nga rezistenca e harxhuesit: Pt=0 për rezistencën e harxhuesit Rt=0, dhepër Rt=∞ (ngase qarku ndërpritet dhe I=0) Mes këtyre dy vlerave zero, fuqia e harxhuesitrritet dhe sërish bie në zero, andaj për ndonjëvlerë të rezistencës Rt arrin vlerën maksimale. • Shqyrtojmë raportin mes rezistencës së harxhuesit Rt dhe rezistencës së burimit Ri ashtuqë fuqia në harxhues të jetë maksimale. D.t.th. Përcaktimi i maksimumit të funkcionit Pt(Rt) • Për burimin e tensionit:

12. Kushti për fuqi maksimale në harxhues • Vlera maksimale e funksionit Pt(Rt) fitohet për vlerën Rtpër të cilën derivati i funksionit është i barabartë me zero. Pra: Prej ku fitohet se harxhuesi do të ketë fuqinë maksimale kur plotësohet kushti: • Në këtë rast themi se harxhuesi është në përshtatshmëri me burimin, gjegjësisht në përshtatshmëri për fuqi maksimale.

13. Faktori i shfrytëzimit të burimit të tensionit • Faktori i shfrytëzimit të burimit η paraqet raportin mes fuqisë (së shfrytëzuar) së harxhuesit Pt dhe fuqisë së përgjithshme të burimit Pi. Për burimin e tensionit fuqia në harxhues: Pt=I2·Rt Kurse, fuqia e përgjithshme e burimit(fuqia në rezistencën e krejt qarkut) Pi=I2·(Ri+Rt) • Faktori i shfrytëzimit për burimin e tensionit:

14. Varshmëria Pt, Pi dhe η në rezistencën e harxhuesit Rt • Për burimin e tensionit:

15. Faktori i shfrytëzimit të burimit të rrymës • Faktori i shfrytëzimit të burimit η = Pt /Pi. Për burimin e rrymës fuqia në harxhues: Pt=Uab2/Rt Kurse, fuqia e përgjithshme e burimit(fuqia në rezistencën e krejt qarkut) Pi=Uab2/(Ri||Rt) • Faktori i shfrytëzimit për burimin e rrymës:

16. Varshmëria Pt, Pi dhe η në rezistencën e harxhuesit Rt • Për burimin e rrymës:

17. Interpretimi grafik i kyçjes së harxhuesit në burim real • Harxhuesi, element linear (Rezistencë) Burimi dhe harxhuesi paraqesin elementedypolare të kyqura mes veti (pika a dhe b),andaj kanë tension (UR) dhe rrymë (IR) tënjejtë dhe karakteristikat UI të tyre pritennë një pikë (pika e punës T). Pikëprerja e karakteristikës UI tëburimit dhe rezistencës R (pika epunës T) përcakton tensionin dhe rrymën e harxhuesit, si dhe rëniene tensionit në rezistencën e bren-dëshme të burimit (IR·Ri).

18. Interpretimi grafik i kyçjes së harxhuesit në burim real • Harxhuesi, element jolinear N Burimi dhe harxhuesi paraqesin elementedypolare të kyqura mes veti (pika a dhe b),andaj kanë tension (UN) dhe rrymë (IN) tënjejtë dhe karakteristikat UI të tyre pritennë një pikë (pika e punës T). Pikëprerja e karakteristikës UI tëburimit dhe elementit jolinear N e përcakton tensionin (UN) dhe rrymën e harxhuesit (IN).

19. Diagramet e potencialeve • Diagrami i potencialeve definon potencialet e pikave në qarqet (rrjetat) elektrike ndaj pikës së dhënë referente të potencialit. • Diagrami i potencialeve është grafiku i funksioneve të potencialit, i cili në boshtin ox përmban pika të rrjetit, kurse në oy potencialet përkatëse. • Diagrami i potencialeve fitohet si vijon: • Në rrjetë zgjidhen pikat për të cilat caktohet diagrami. • Caktohet pika me potencial zero (ku φ=0) • Përcaktohen të gjitha rrymat që rrjedhin në degë. • Duke filluar nga pika në potencial zero, përcaktohen potencialet e të gjitha pikave tjera (p.sh. φi+j= φi ±Ij·Rk , nëse në mes të pikave xi+1 dhe xj gjendet rezistori Rk) • Potencialet e pikave shënohen në diagramin e potencialeve

20. Diagramet e potencialeve • Shembull: • Për qarkun e dhënë, të vizatohet diagrami i potencialeve,nëqoftëse janë të njohura: E1=10V, E2=E4=10V, E3=E5=15V, R1=1Ω, R3=3Ω, dhe R2=R4=R5=2Ω

21. Diagramet e potencialeve • Shembull:

22. Pyetje!