1 болғанда төмендеткіш трансформатор
жүктеу/скачать 14,43 Kb.
|
|
Көптеген жағдайда бір ток көзінен әртүрлі кернеуге арналған құралдарды қоректендіру қажет болады. Мысалы, теледидарды 220 В – тық ток көзіне қосқан кезде оның iшiндегi қыздыру шамдарына 6, 3 В, транзисторларға 1 – 2 В, ал электронды – сәулелендіру түтiкшесiне 15000 В кернеу беру қажет. Кернеуді осылай қажетiмiзше көтеріп, немесе төмендету үшін трансформаторлар деп аталатын құралдар пайдаланылады. Қуаттың тұрақты дерлік мәнінде айнымалы ток кернеуінің ток күшімен қатар өзгеруін айнымалы токтың трансформациясы дейді. Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал трансформатор деп аталады. Ол электромагниттік индукция құбылысына негізделген. Трансформаторды алғаш рет 1878 жылы орыс ғалымы П. Н. Яблочков ойлап тапқан, кейін оны 1882 жылы И. Ф. Усагин жетілдірді. Қарапайым трансформатор ферромагниттi өзекшеге кигiзiлген өткiзгiштердiң екі жақты орамдарынан тұрады. Бiрiншi реттi орам қоректендiрушi кернеу көзіне, ал екiншi ретті орам тұтынушыларға қосылған. Олардың сәйкес орамдарының саны n1 және n2 – ге тең. Трансформатордың жұмыс істеу принципі электромагниттік индукция принципіне негізделген. Бірінші ретті орамдар арқылы айнымалы ток өткен кезде ферромагниттік өзекшеде айнымалы магнит ағыны пайда болады. Бұл магнит ағыны өз кезегінде екінші ретті орамдарды тесіп өтетін болғандықтан осы орамдарда индукциялық ЭКҚ – ін туғызады. Егер екінші ретті орамдар тұтынушыларға қосылған болса, онда бұл тізбектен де айнымалы ток өтеді. Ал бұл айнымалы ток өзекшеде қайтадан өзінің айнымалы магнит ағынын туғызады. Екінші орамдардың туғызған магнит ағыны өзекшедегі толық магнит ағынын кемітеді, бұл өз кезегінде бірінші ретті орамдардағы өздік индукция ЭКҚ – інің кемуіне алып келеді. Өздік индукция ЭКҚ – інің кемуінен бірінші ретті тізбекте ток арта бастайды. Да, қоректендіруші кернеудің мәні өздік индукция ЭКҚ – іне теңескенде жүйеде тепе – теңдік орнайды. Орамдар санының бір – біріне қатынасын n1/n2 қатынасын K трансформациялау коэффициенті деп атайды. K>1 болғанда төмендеткіш трансформатор, K<1 болса жоғарлатқыш трансформатор болып табылады. Бірінші және екінші орамдардағы ток күші, кернеу мен орам сандарының арасында мынандай байланыс бар: U1/U2=I1/I2=n1/n2=K Энергияның сақталу заңына сәйкес P2=P1 – Pор – Pөз Трансформатордың пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) Η=P2/P1 Бүгінгі күннің технологиялары ПӘК – і 97 – 98% болатын трансформаторлар жасауға мүмкіндік береді. Трансформатордың электр энергиясын тасымалдаудағы рөлі ерекше. Электр энергиясын қашық аралықтарға тасымалдау күрделі ғылыми – техникалық мәселе болып табылады. Бұл жердегі негізгі мәселе энергия шығынымен байланысты. Өткізгіштердің қызуынан болатын энергия шығыны Джоуль – Ленц заңына сәйкес тізбектегі ток күшінің квадратына пропорционал, яғни Q=I2 Rt. Олай болса, тасымалдау кезіндегі бос шығынды азайту үшін тасымалданатын қуатты кемітпестен, ток күшін мүмкіндігінше азайту қажет. Оның бірден – бір жолы кернеудің шамасын аса жоғары жүздеген мың вольтқа көтеру. Жоғарғы вольтты электр тасымалдау жүйелерінің болуы осымен байланысты. Электр энергиясын өндіретін жерде кернеуді трансформаторлардың көмегімен 400 – 500 мың вольтқа дейін жоғарылатады да, тасымалдап жеткізген соң энергияны тұтынатын жерде керісінше өндірістік 220 вольтқа дейін кемітеді. Қуатты трансформатор жағдайында қайталама орамдарда бастапқы орамалармен салыстырғанда көптеген бұрылыстар болады. Бұл трансформаторлардың айналу коэффициенті өте үлкен. Айналу коэффициентін екінші орамалардың саны мен бастапқы орамдардың саны арасындағы қатынас ретінде анықтауға болады. Бұл трансформаторлар энергияны өндіруде пайда болатын кернеу мәні жоғарылатылған және қалааралық энергия тасымалдауға дайындалған жағдайларда қолданылады. Бұл ағымдағы қуат энергияны беру үшін практикалық емес және электр қуатын жоғалтуға байланысты төмендеуі керек (R × I * I, мұндағы R – кедергі, ал I – ток). Трансформаторларсыз энергияны алыс қашықтыққа жеткізу мүмкін емес еді, енді сіз трансформаторлардың біздің күнделікті электрлік өмірімізде шешуші рөл атқаратыны туралы көбірек білесіз!Трансформаторларды жоғарылату және төмендету Егер екінші катушка бірінші катушкадан жарты есе көп болса, екінші кернеу бастапқы кернеудің жарты шамасына тең болады; егер екінші катушка оннан көп бұрылыс болса, онда оннан бір кернеу бар. Тұтастай алғанда, төмендеткіш трансформатордың бастапқыда 1000, ал екінші реттікте 100 катушкалар болады. Бұл кернеуді 10 есе азайтуға мүмкіндік береді, бірақ токты бір уақытта 10 есеге көбейтеді. Электр тогындағы қуат кернеу мен токтың көбейтіндісіне тең. Трансформатордан екінші катушкадағы қуат теориялық тұрғыдан алғашқы катушкадағы қуатпен бірдей екенін көруге болады, бірақ барлық практикалық, шынайы жағдайларда біріншілік пен екіншілік арасындағы қуаттың жоғалуы байқалады – кейбіреулері магниттік ағынның ядродан шығып кетуі, энергияның жоғалуы, себебі ядро қызады және т.б. жүктеу/скачать 14,43 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|