Қонақжайлылықтың стратегиялық бағыттары , даму мақсаттары

ТРАНСФОРМАТОР 
 

Көптеген  жағдайда бiр ток көзiнен әртүрлi кернеуге арналған құралдарды қоректендiру қажет болады. Мысалы, теледидарды 220 В-тық ток көзiне қосқан кезде  оның iшiндегi қыздыру шамдарына 6,3 В, транзисторларға 1-2 В, ал электронды-сәулелендiру түтiкшесiне 15000 В кернеу беру қажет. Кернеудi осылай қажетiмiзше көтерiп, немесе төмендету үшiн 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. Усагинжетілдірді. Қарапайым трансформатор ферромагниттi өзекшеге кигiзiлген өткiзгiштердiң екi жақты орамдарынан тұрады

     Бiрiншi реттi орам қоректендiрушi  кернеу көзiне, ал екiншi реттi орам тұтынушыларға қосылған. Олардың сәйкес орамдарының саны n₁ және n₂-ге тең.

Трансформатордың  жұмыс iстеу принципi электромагниттiк  индукция құбылысына негiзделген. Бiрiншi реттi орамдар арқылы айнымалы ток  өткен кезде ферромагниттiк өзекшеде айнымалы магнит ағыны пайда болады. Бұл магнит ағыны өз кезегiнде екiншi реттi орамдарды да тесiп өтетiн болғандықтан осы орамдарда индукциялық ЭҚК-iн туғызады. Егер екiншi реттi орамдар тұтынушыларға қосылған болса, онда бұл тiзбектен де айнымалы ток өтедi. Ал бұл айнымалы ток өзекшеде қайтадан өзiнiң айнымалы магнит ағынын туғызады. Екiншi орамдардың туғызған магнит ағыны өзекшедегi толық магнит ағынын кемiтедi, бұл өз кезегiнде бiрiншi реттi орамдардағы өздiк индукция ЭҚК-iнiң кемуiне алып келедi. Өздiк индукция ЭҚК-iнiң кемуiнен бiрiншi реттi тiзбекте ток арта бастайды да, қоректендiрушi кернеудiң мәнi өздiк индукция ЭҚК-iне теңескенде жүйеде тепе-теңдiк орнайды.

Орамдар санының бiр-бiрiне қатынасын 

трансформациялау  коэффициентi деп атайды. К>1 болғанда трансформаторлар төмендеткiш, ал K<1 болса жоғарылатқыш трансформаторлар болып табылады. Бiрiншi және екiншi орамдардағы ток күшi, кернеу мен орам сандарының арасында мынадай байланыс бар 

Энергияның  сақталу заңына сәйкес

                     Р₂=P₁-P_ор-P_өз

мұндағы Р₂=I₂U₂cosφ₂ – екiншi тiзбектен тұтынушылар пайдаланатын қуат, Р₁ =I₁U₁cosφ₁ – бiрiншi тiзбекке қоректену көзiнен берiлетiн қуат, ал Р_ор=I₁²r₁+I₂²r₂ – актив кедергiлерi r₁ және r₂ – ге тең орамдардағы қуат шығыны да, Р_өз– ферромагниттiк өзекшенiң магниттелуiмен байланысты қуат шығыны.

     Трансформатордың пайдалы әсер  коэффициентi (ПӘК)  

     Бүгiнгi күннiң технологиялары ПӘК-i 97-98% болатын трансформаторлар жасауға  мүмкiндiк бередi.

     Трансформаторлардың электр энергиясын  тасымалдаудағы ролi ерекше. Электр  энергиясын қашық аралықтарға  тасымалдау күрделi ғылыми-техникалық мәселе болып табылады. Бұл жердегi негiзгi мәселе энергия шығынымен байланысты. Өткiзгiштердiң қызуынан болатын энергия шығыны Джоуль-Ленц заңына сәйкес тiзбектегi ток күшiнiң квадратына пропорционал, яғни Q=I²Rt. Олай болса, тасымалдау кезiндегi бос шығынды азайту үшiн тасымалданатын қуатты кемiтпестен, ток күшiн мүмкiндiгiнше азайту қажет. Оның бiрден-бiр жолы кернеудiң шамасын аса жоғары, жүздеген мың вольтқа көтеру. Жоғарғы вольтты электр тасымалдау жүйелерiнiң болуы осымен байланысты. Электр энергиясын өндiретiн жерде кернеудi трансформаторлардың көмегiмен 400-500 мың вольтқа дейiн жоғарылатады да, тасымалдап жеткiзген соң энергияны тұтынатын жерде керiсiнше өндiрiстiк 220 вольтқа дейiн кемiтедi.  

Пайдаланылған әдебиеттер: 

1. Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Қойшыбаев  ФИЗИКА 11 сынып 

               Жаратылыстану – математика бағыты  Алматы «Мектеп»  2007 жыл

2. Б.А.Кронгарт, В.И.Кем ФИЗИКА Әдістемелік нұсқау 11 сынып Алматы «Мектеп»  2007 жыл
3. С.Тұяқбаев, Ш.Тынтаева, Ж.Бақынов   ФИЗИКА 11 сынып Есептер жинағы Алматы «Мектеп»  2007 жыл
4. Б.А.Кронгарт, В.И.Кем ФИЗИКА  11 сынып Дидактикалық материалдар Алматы «Мектеп»  2007 жыл
5. А.П.Рымкевич Физика есептерінің жинағы Алматы, “Рауан”, 1995 жыл