Трансформаторлор

                                      

I БӨЛҮK

 

Жабдуулар:   

- cтандарттуу түрмөктөр;  

- cтандарттуу U  формасындагы өзөкчө;

               - оромдорунун саны түрдүү  болгон кошумча түрмөктөр;

               - төмөнкү чыңалуунун (0-6 V АС) генератору;

               - мультиметрлер;

      - резисторлор;

 - туташтыруучу зымдар.

 

Максат: 

              1.   Өз ара электромагниттик индукция кубулушун тажрыйбада байкоо.

2.  Трансформатордун иштөө принциби менен таанышуу жана анын иштөөсүнө таасир эткен түрдүү факторлорду изилдөө.

          3. Трансформатор үчүн ферромагниттик заттардын ролун аныктоо.

4.   Кирген жана чыккан чыңалуулардан сырткары индукциялык токко

                        нормалдуу чоңдуктагы каршылыктарды туташтырып, кирген жана

                        чыккан ток күчтөрүн ченөө.

 

 

Магнит талаасы. Магниттик  индукция вектору.  Электр заряды же заряддалган нерсе өзүнүн айланасында электр талаасын түзгөндөй эле турактуу магниттин же тогу бар өткөргүчтүн айланасында магнит талаасы түзүлөт (Эрстед 1820-ж.). Чөйрөдө электр талаасынын чыңалышы электрдик индукция вектору, б.а.  формуласы менен аныкталган сыяктуу, магнит талаасынын чыңалышы да чөйрөнүн магниттик касиеттери менен аныкталуучу магниттик индукция вектору менен байланышта болот. Ал  тамгасы менен белгиленип,

 

 

формуласы менен туюнтулат. Мында - магниттик турактуулук,  ,   -  чөйрөнүн магниттик өткөрүмдүүлүгү, -магнит талаасынын чыңалышы. Чөйрөнүн магниттик өткөрүмдүүлүгү берилген чөйрөдөгү магниттик индукция вакуумдагы магниттик индукциядан канча эсе чоң экендигин көрсөтүүчү чоңдук болуп эсептелет

 

 .

Магниттик индукция сызыктары. Электр талаасынын чыңалыш сызыктары оң заряддан башталып, чексиздикте же терс зарядга барып аяктаса, магнит талаасынын күч сызыктары дайыма туюк болот. Магнит талаасынын   графикалык сүрөттөлүшү магниттик индукция сызыктары аркылуу берилет. Бул сызыктарга жүргүзүлгөн жаныма  векторунун багытын көрсөтөт. Бирдик перпендикуляр бет аркылуу өткөн сызыктардын жыштыгы, б.а. саны  векторунун модулуна пропорциялуу.

9.1-сүрөт

Магниттик индукция векторунун агымы. Магниттик индукция сызыктарынын кандайдыр бет   (туюк эмес) аркылуу өткөн саны, б.а. агымы жөнүндө гана сөз кыла алабыз. Магниттик индукция векторунун багытына кандайдыр бурч менен жайланышкан бетти элестетели. Бул бетке жүргүзүлгөн нормаль  менен индукция векторунун түзгөн бурчун  менен белгилесек, анда бул бет аркылуу өткөн магниттик индукция векторунун агымы

 

 

 

болот. Эгерде  аянты индукция векторуна перпендикулярдуу болсо, анда  деп

 

алабыз. Бул формуладан тиешелүү бирдиктерди коюп, магниттик индукция векторунун агымынын бирдигин тапса болот. Ал  вебер деп аталып,

 

 

барабар.  - индукциясы  болгон бир тектүү магнит талаасында  векторуна нормаль боюнча жайланышкан  аянттан өткөн магниттик индукция агымы.

9.2-сүрөт

Электромагниттик индукция кубулушу. 1831-жылы Фарадей: эгер тогу бар өткөргүчтүн айланасында магнит талаасы пайда болсо, тескерисинче магнит талаасы электр тогун жарата алабы деген суроого жооп берүү максатында зым оромдорунан турган түрмөктү алып, аны гальванометр менен туюктап, турактуу магнитти (каалагандай уюлу менен) түрмөккө жакындатып же алыстатканда, гальванометр чынжырда токтун пайда болушун көрсөткөндүгүн байкаган (9.2-сүрөт). Турактуу магнит кыймылсыз кармалып турса, анда ток пайда болгон эмес. Чынжырда электр кыймылдаткыч күчү (ЭКК) пайда болгондо гана ток пайда болот. Коюлган тажрыйбаларын изилдеп, Фарадей гальванометр туташтырылган контурду кесип өткөн магниттик агымдын өзгөрүшү менен гана токтун пайда болушун байкап, төмөнкүдөй корутунду жасаган: Контурду кесип өтүүчү магниттик агымдын ар кандай өзгөрүшүндө өткөрүүчү контурда электр тогу пайда болот. Пайда болгон ток - индукциялык ток, ЭКК – индукциялык ЭКК, ал эми кубулуш электромагниттик индукция кубулушу деп аталат.

9.3-сүрөт

Өз ара индукция. Электромагниттик индукциянын жеке учуру болуп өз ара индукция кубулушу эсептелет. Эгерде тогу бар өткөргүчтүн же түрмөктүн жанына башка өткөргүчтү же түрмөктү жайгаштырсак, анда биринчи түрмөктүн магниттик агымынын кандайдыр бир бөлүгү экинчи түрмөктү кесип өтөт (9.3-сүрөт). Бул агымдын чоңдугу экинчи түрмөктүн геометриялык формасынан, анын биринчи түрмөккө карата жайланышынан жана чөйрөнүн магниттик касиеттеринен көз каранды болот. Жанаша жайланышкан эки түрмөктүн биринде ток өзгөрүп, өзүнүн айланасында өзгөрмөлүү магнит талаасын пайда кылуу менен экинчи түрмөктө индукциялык электр кыймылдаткыч күчтү пайда кылуу кубулушу өз ара индукция деп аталат.

         Трансформаторлор. Генераторлордо иштелип чыккан токторду керектүү жерлерде пайдаланууда чыңалууну  же ток күчүн өзгөртүүнү талап кылат. Бул жагынан өзгөрмөлүү токтун турактуу токко караганда артыкчылыгы чоң. Себеби өзгөрмөлүү токтун жалпы кубаттуулугун  өзгөртпөй туруп, анын чыңалуусун жана ага жараша ток күчүн өзгөртүп алууга болот. Мындай жумушту трансформатор деп аталган түзүлүштөр иш жүзүнө ашырат.

Өткөргүчтөрдө бөлүнүп чыккан жылуулук ток күчүнүн квадратына пропорциялуу болгондуктан, токту аралыкка берүүдө бул коромжуну азайтуу үчүн, ток күчүн азайтууга туура келет.

Трансформаторлор туюк темир өзөккө оролгон эки түрмөктөн турат. Ток булагына туташтырылуучу түрмөк биринчи, ал эми сырткы чынжырга туташтырылуучу түрмөк экинчи түрмөк деп аталат. Трансформаторлор жогорулатуучу жана төмөндөтүүчү болуп бөлүнүшөт. Трансформатордун өзөкчөсүндө пайда болуучу Фуко тогунун зыяндуу (ысытуу) аракетин азайтуу үчүн ал катталган жука пластиналардан бириктирилип жасалат.

Жогорулатуучу трансформаторлордун биринчи түрмөктөгү оромдорунун саны аз болуп, салыштырмалуу жоон зымдардан жасалат. Экинчи түрмөктөгү оромдор ичке зымдардан жасалып, көбүрөөк санда болот (9.4-сүрөт).  

Темир өзөкчөнүн башкы милдети магниттик агымды көбөйтүү болуп эсептелет. Ферромагниттик заттар,  сырткы  талаанын  аракети  менен,  өзүнүн ичинде түзүлгөн талааны ондогон-жүздөгөн эсе чоңойтот. Магниттик агым өзөкчө боюнча өтүү менен I  жана II түрмөктөрдөгү оромдорду кесип өтөт (пунктир сызык). 

Эгерде II түрмөк сырткы чынжыр менен туташтырылбаган болсо, анда I түрмөк өзүнчө туюк чынжырды түзөт. Чынжырдагы ЭКК, анын өзүндө пайда болгон өздүк индукциянын ЭКК барабар болуп калат.

Ар бир түрмөктө индукциялануучу өздүк индукциялык ЭКК

болот.   орому болгон биринчи түрмөктө

индукциялык ЭКК пайда болот.

         Биринчи түрмөктү кесип өткөн магниттик агым, экинчи түрмөктү кесип өтүп, анда да ЭКК пайда кылат. Аны  менен белгилеп,

 

алабыз. Акыркы эки формуладан

             же     .

Демек, экинчи түрмөктө пайда болгон ЭКК  оромдордун санына ге  түз пропорциялуу.  Мында « - » белгиси биринчи түрмөктөгү ЭКК   ге карата экинчи түрмөктөгү ЭКК  карама-каршы фазада болорун көрсөтөт.

         Трансформациялоо учурунда кубаттуулук дээрлик өзгөрбөгөндүктөн (жылуулук бөлүнүп чыгышы дээрлик болбойт), экинчи түрмөктүн сырткы чынжыр менен бириктирилишинде

деп жаза алабыз.   - экинчи түрмөктөгү  ток күчү.

Экинчи түрмөктөгү оромдордун саны   канчалык көп болсо, экинчи түрмөктө пайда болгон ток күчү , биринчи түрмөктөгү ток күчү ге салыштырмалуу ошончолук кичине болот.   катышы  трансформация коэффициенти деп аталат.