Трансформаторлардың қызметі

Сабақтың тақырыбы: Трансформаторлардың қызметі.
Топтар
Тр 9-202

Сабақ өтетін күн
06.05.2021

САБАҚ БАРЫСЫ
І Ұйымдастыру бөлімі:
А) <<Топтық>> ашылған чатқа кіру;
Б) Чатқа оқытушы өзінің пәнін кесте бойынша жариялау;
В) Оқушылардың чатқа қосылғанын тексеру, қадағалау;
Г) Өтетін сабақтың тақырыбын чатқа жазу;
ІІ Үй тапсырмасын тексеру
А) Өткен тақырып бойынша үй тапсырмасын сұрау;
Б) Орындалған үй тапсырмаларын чат арқылы электронды қабылдау
В) Студенттерге үй тапсырмасынан сұрақтар қою;
Айнымалы ток дегеніміз не?
Айнымалы ток жиілігінің өлшем бірліктері қандай?
Айнымалы токтың қандай мәнін амперметрлердің және вольтметрлердің шкалаларына жазады.
Кернеумен токтың арасындағы фазалардың ығысуы деген не?
Г) Студенттерден ауызша түрде қабылдау;
ІІІ Жаңа оқу материалын баяндау (Электронды түрде: мәтін, сурет, видео)
Трансформатор деп бір кернеудің ауыспалы тогын, бірақ басқа кернеудің сол жиіліктегі ауыспалы тогына өзгертетін статикалық (қозғалыстығы бөліктерсіз) электрмагнитті аппаратты айтамыз.
Трансформатор электр энергиясын беру және тарату жүйелерінде, сонымен қатар, өндірісте және де тұрмыста түрлі деңгейдегі кернеуді алу үшін пайдаланылады. Оларды қолдану тұтынушыларға электр энергиясын үнемді түрде тасымалдаумен қамтамасыз етеді. Ал оны беру жоғарылатылған кернеу арқылы жүргізіледі. Бұл электр тасымалдау желісінің (ЭТЖ) кесілуін және ондағы қуаттың жоғалуын азайтады.
30 қараша 1876 ж. -- орыс ғалымы және өнертапқышы П. Н. Яблочковтың патент алған күні еді. Сондықтан да бұл күн бірінші трансформатордың туылған күні болып саналады. Бұл орамдар оралатын өзек болып саналып, ажыратылған өзекті трансформатор болатын. Ажыратылған өзекті алғашқы трансформаторлар 1884 ж. Англияда ағайынды Джон және Эдуард Гопкинстармен жасалған.
Трансформаторлар қолданылуы бойынша күштік және арнайы қолданыстағы (өлшеуіш, пісіргіш, келістіруші) болып бөлінеді. Күштік трансформаторлар бір және үшфазалы, жоғарылатушы және төмендетуші болып келеді. Трансформатордың шартты графикалық белгілері 6.1 суретте көрсетілген.
Трансформатор тұйықталған болат магнит өткізгіштен және екі немесе одан да көп өзара индуктивті байланысқан орамнан тұрады.
Магнитөткізгіш орам арасындағы электрмагнитті байланысты күшейту үшін қажет. Қос орамдық трансформатордың схемалық құрылғысы 6.2 суретте көрсетелген.
Бір фазалы трансформатордың сыртқы көрінісі 6.3 суретте көрсетілген. Электр энергиясы көзінің желісіне қосылған орам бірінші реттікорам деп аталады. Ал электр энергиясы қабылдағышқа берілетін -- екінші реттік орам деп аталады. Құйынды токтан шығынды азайтуүшін трансформатордың магнит өткізгішін 0,35 немесе 0,5 мм электртехникалық болат бетінен жинайды.

6.1 сурет. Трансформаторлардың 6.2. сурет. Трансформаторлардың схемалық
шартты графикалық белгілері: құрылғысы1 -- бірінші реттік
а -- қосорамды; б -- үшорамды орам; 2 -- екінші реттік орам
Беттер бір-бірінен арнайы металлургиялық өңдеу арқылы алынатын лакпен, жұқа қағаз немесе қабыршақ қабатымен ажыратылады. Әдетте беттерді үсті-үстімен, яғни саңылауларды жабумен жинайды. Бұл магнит өткізгішті жоғары магнит өтімділігінен қамтамасыз етеді және құйынды токтардың кіру жолдарын шектейді.
Трансформаторлар орамы әдетте дөңгелек немесе тік қиманың бір- бірінен ажыратылған жез немесе алюминий цилиндрлік шарғы түрінде орындалады.
Жоғары кернеулі желімен байланысқан орам жоғары кернеу орамы (ЖК), ал басқасы -- төменгі кернеу орамы (ТК) деп аталады.

3-сурет. Бір фазалы транс-форматор сыртқы

Беттер бір-бірінен арнайы металлургиялық өңдеу арқылы алынатын лакпен, жұқа қағаз немесе қабыршақ қабатымен ажыратылады. Әдетте беттерді үсті-үстімен, яғни саңылауларды жабумен жинайды. Бұл магнит өткізгішті жоғары магнит өтімділігінен қамтамасыз етеді және құйынды токтардың кіру жолдарын шектейді.
Трансформаторлар орамы әдетте дөңгелек немесе тік қиманың бір- бірінен ажыратылған жез немесе алюминий цилиндрлік шарғы түрінде орындалады.
Жоғары кернеулі желімен байланысқан орам жоғары кернеу орамы (ЖК), ал басқасы -- төменгі кернеу орамы (ТК) деп аталады.
Трансформатордың әрекеті электрмагнитті индукция құбылысына негізделеді.
Трансформатордың әрекет ету принциптерін бір фазалы қосорамдық трансформатордың мысалында (6.2 суретке назар ауд.) қарастырамыз. Трансформаторда индуктивті байланысқан екі орам бар: w1 орам санымен бірінші реттік және w2 орам санымен екінші реттік. Бірінші реттік орамды ауыспалы кернеуге U1 қосу кезінде сол арқылы трансформатор өзекшесінде ауыспалы магнитті ағымды Ф іске қосатын ток I1 өтетін болады. Бұл ағым трансформатор орамдарының орамымен өтіп, онда ЭҚК E1 және Б2 индукцияланатын болады. Ал олардың шамасы орамдардың орам санына (w и W2), магнит ағымы амплитудасына және оның өзгерістерінің жиілігіне тәуелді болады. Егер екінші реттік орамды қандай да бір электр энергиясын Z қабылдағышқа тұйықтайтын болса, бұл орам және қабылдағыш Z арқылы I2 тогы өтеді.
Электр энергиясы тасымалдану арқылы бірінші реттік тізбектен екінші реттік тізбекке беріледі.
Трансформатордың бірінші реттік және екінші реттік орамдарында индукцияланатын ЭҚК қазіргі мәні келесі формулалармен анықталады:

мұндағы wlr w2 -- бірінші және екінші реттік орамдарының сәйкес орам саны; f -- ток жиілігі; Ф -- өзекшедегі магнитті ағымныңамплитудасы.
Трансформатор орамындағы кернеулерде кернеудің шашылу және азаю ағымдары едәуір аз. Сондықтан алғашқы қысымдағы U1 кернеу және қайталама U2 осы орамдардың ЭҚК тең, яғни U1 << E1 және U2 << E2.

Трансформатордың бос жүрісі кезінде (шығыста қуаттың болмауы) екі кернеу де сәйкес ЭҚК шамасы бойынша іс жүзінде еш ерекшеленбейді. Трансформатордың бос жүрісі кезіндегі алғашқы және қайталама орам қысымындағы кернеу қатынасы трансформация коэффициенті деп аталады және k әріпібімен белгіленеді:

Осылайша, егер трансформатордағы бірінші реттік және екінші реттік орамдарында әр түрлі орам саны болса, бірінші реттік орамның ауыспалы кернеулі U1 токтың тізбегіне қосылған кезде, екінші реттік орамның қысқышында U1 кернеуіне тең емес кернеу U2 пайда болады. Егер екінші реттік орамда орам саны бірінші реттіктегіден кем болса, ондай шамада екінші реттік орам қысқышында бірінші реттік орамдағыдан кем кернеу болады. Ал трансформатор төмендетуші болып табылады. Егер екінші реттік орамда орам саны бірінші реттіктен артық болса, ондай шамада екінші реттік орам қысымында бірінші реттік орамдағыдан артық кернеу болады. Ал трансфрматор жоғарылатушы болып табылады.

мысал. Өндіріс жиілігі 50 Гц электр желісіне қосылған. Ej трансформаторындағы бірінші орамының ЭҚК анықтау қажет. Трансформатор өзекшесіндегі магнит ағымының амплитудасы Ф _ 0,01 Вб, ал бірінші реттік орамның орам саны 100 -ге тең.
Шешімі: Электрқозғалтқыш күш келесіні құрайды:Ej _ 4,44w1fPound _ 4,44- 100:: 50- 0,01 _ 222 В.
Трансформатордың әрекеті электрмагниттік индукция құбылысына негізделеді.
Электр энергиясы тасымалдану арқылы трансформатордың бірінші реттік желісінен екінші реттік желісіне беріледі.
IV. Бағалау
А) Студенттерге жаңа тақырып бойынша сұрақтар қою
Б) Студенттерден ауызша түрде қабылдау;
Сұрақтар мен тапсырмалар
Қандай электртехникалық құрал трансформатор деп аталады?
Трансформатордың жұмыс принциптері неден құралады?
Трансформаторларды пайдалану аумақтары қандай?
Трансформатордың әрекеті қандай құбылысқа негізделеді?
Трансформатордың магнит өткізішіндегі құйынды токты азайту үшін қандай әдістер қолданылады?
В) Студенттердің тапсырма жауаптары бойынша баға қою.
V. Үй тапсырмасын беру
Үй тапсырмасы
Жаңа сабақты оқып, пысықтау.
Сұрақтар мен тапсырмаларға жазбаша және электронды түрде жауап беру.