«elеktrotеxnika» fakultеti «elеktr mеxanikasi elеktr tеxnikasi va elеktr tеxnologiyalar» kafеdrasi

Induktiv bog‘langan zanjirlarda energiya uzatish

I kkita o‘zaro induktiv bog‘langan elementlarda o‘zaro energiya uzatilishini ko‘rib chiqamiz. Buning uchun induktiv bog‘langan elementlardan tashqari zanjirning qolgan qismini aktiv to‘rtqutblik sifatida qaraymiz (2.40-rasm).

Har bir davr mobaynida va toklarning o‘zgarishi natijasida induktiv bog‘langan elementlar magnit maydoni orqali berilayotgan energiya to‘rtqutblikka qayta uzatiladi. Agar va toklar orasidagi faza siljish burchagi bir-biriga nisbatan 0 va  oralig‘ida bo‘lsa, u holda magnit maydonini hosil qilishga sarflanayotgan energiya, maydondan qaytayotgan energiyaga nisbatan ko‘proq bo‘ladi va aksincha, boshqa elementdan magnit maydoniga berilayotgan energiya maydondan chiqayotgan energiyadan kam bo‘ladi. Natijada energiya bir elementdan boshqa elementga uzatilib turadi.
Quyidagi toklar ma'lum bo‘lsin: va .
O‘zaro induksiya ta'sirida birinchi va ikkinchi elementlarda ajraladigan kompleks quvvatlar ifodasini quyidagicha yozish mumkin:

bundan

Sxemada ko‘rsatilgan tok va kuchlanishlarning musbat yo‘nalishida quvvatlarning musbat qiymati aktiv to‘rtqutblikdan elementlarga berilayotgan energiyaga mos keladi, quvvatlarning manfiy qiymati esa, elementdan to‘rtqutblikka uzatiladigan energiyaga mos keladi.
Lekin o‘zaro induksiya ta'sirida paydo bo‘ladigan va ikkala elementga berilayotgan aktiv quvvat nolga teng, ya'ni bo‘ladi.
Agar bo‘lsa, u holda ya'ni fizik nuqtai nazardan, energiya to‘rtqutblikdan olinib birinchi elementdan ikkinchi element orqali yana to‘rtqutblikka qayta uzatiladi. Agar bo‘lsa, u holda va bo‘ladi. Bu holda energiya ikkinchi elementdan birinchi element orqali to‘rtqutblikka qayta uzatiladi.


Induktiv bog‘langan konturlarda rezonans

Amaliyotda radiotexnik va elektron qurilmalarda, konturlari o‘zaro induktiv yoki sig‘im bog‘langan zanjirlar keng qo‘llaniladi.

Induktiv bog‘langan va reaktiv elementlari o‘zaro ketma-ket ulangan zanjirdagi rezonans hodisalarini ko‘rib chiqamiz (2.41-rasm).
Z anjir rejimi ikkita tenglama bilan aniqlanadi:

bu yerda

Agar konturlarning xususiy burchak chastotalari va har bir konturning reaktiv qarshiligi х=0 bo‘lsa, u holda har bir kontur rezonansga sozlangan bo‘ladi. Bunday holat to‘la rezonans deyiladi. Tenglamadan quyidagini keltirib chiqarish mumkin:

Zanjir rezonansga sozlanganligi uchun bu tokning fazasi U₁ kuchlanishning fazasi bilan bir xil bo‘ladi.
Ikkinchi konturdagi tok esa

Har qanday boshqa chastotada I₂ tok uchun quyidagini hosil qilish mumkin:

Nisbiy birlikda

chunki

- nisbiy chastota,
Q - har bir konturning asllik koeffitsiyenti,
- bog‘lanish koeffitsiyenti va
-konturning umumlashgan nosozligi.
Zanjirning rezonans xarakteristikasini qurishda deb, Q ni hisoblashda esa, deb qabul qilish mumkin.
Konturlar kuchli bog‘langan, ya'ni bo‘lsa, ikkita maksimumga ega bo‘lgan rezonans egri chizig‘i hosil bo‘ladi (2.42- rasm).

2.42-rasm
Ushbu zanjirning signalni o‘tkazish kengligi oddiy bir konturli L va C elementlar ketma-ket ulangan zanjirning o‘tkazish qobiliyatidan 3,1 marta katta bo‘ladi. bo‘lganda va bo‘ladi. Bu holda ham o‘zaro induktiv bog‘langan ikki konturli zanjirning o‘tkazish qobiliyati bir konturli zanjirnikidan katta bo‘ladi.
Shunday qilib, tok qiymati konturlarning bog‘lanish koeffitsiyentiga bog‘liq.
Tokning eng katta qiymati esa shart bajarilganda ga teng bo‘ladi.
Konturlarda xususiy rezonans rejimini o‘rnatish uchun har bir kontur parametrlarini-kondensator sig‘imini yoki g‘altak induktivligini o‘zgartirish mumkin.
"Murakkab rezonans" esa, bog‘lanish koeffitsiyenti va kontur parametrlarini o‘zgartirish bilan amalga oshiriladi.

Elektrotexnikaning asosiy vazifalaridan biri elektr energiyasini bir joydan ikkinchi joyga uzatishdir. CHunki elektr energiyasining iste’mol-chilari aksariyat hollarda yoqilg‘i va gidroresurslar tabiiy joylashgan rayonlarga qurilgan, elektr stantsiyalaridan bir necha o‘nlab va yuzlab kilometr masofalarda joylashadi. Elektr energiyasini uzatish liniyalarida esa quvvatning issiqlikka sarf bo‘ladigan isrofi va kuchlanishning pasayuvi doimo mavjuddir. Liniyaning uzunligi ortgan sari bu ko‘rsatkichlar ham ortadi. Elektr tokining to‘la quvvati ( )ni o‘zgartirmagan holda uni turli kuchlanish va tok bilan uzatish mumkin. Quvvat formulasidan ko‘rinib turibdiki, uzatishda kuchlanish qanchalik yuqori bo‘lsa ( ), tok kuchi shunchalik kichik bo‘lib, u bilan bog‘liq isroflar ham shunchalik kam bo‘ladi. Tok kuchini kamaytirish uzatish simining ko‘ndalang kesimini kichik olishga va rangli metallarni tejashga imkon beradi.

Hozirgi vaqtda o‘zgaruvchan tokning 35, 110, 220, 500, 750 va 1150 kV kuchlanishli uzatish liniyalari mavjud Ammo o‘ta yuqori kuchlanishlarni bevosita generatorlardan olib bo‘lmaydi. Odatda, elektr stantsiyalaridagi generatorlarning nominal kuchlanishi ko‘pi bilan 21 kV dan oshmaydi. Elektr energiyasining iste’molchilari esa 380/220; 220/127 V nominal kuchlanishlarga mo‘ljallangan. SHuning uchun generatorlar ishlab chiqaradigan elektr energiyasining nisbatan past kuchlanishli, ammo katta tok kuchiga ega bo‘lgan quvvatini (hozirgi vaqtda 150, 300, 500, 800 va 1200 ming kVt li generatorlar ishlab chiqariladi) yuqori kuchlanishli va nisbatan kichik tok kuchiga ega bo‘lgan quvvatga o‘zgartirish kerak. Bu vazifa transformatorlar yordamida oddiygina hal etiladi.
Bir xil kuchlanishli o‘zgaruvchan tokni xuddi shunday chastotali, lekin boshqa kuchlanishli o‘zgaruvchan tokka aylantiruvchi elektromagnit apparat transformator deyiladi.
Transformatorning ixtirochisi P. N. YAblochkov hisoblanadi. U 1876 yilda elektr yoy lampasi uchun manba sifatida ilk bor transformatordan foydalangan.

1-rasm.
Transformatorlar energetik sistemalarda qo‘llanishidan tashqari, kuchsiz toklarda ishlovchi hisoblash mashinalari, avtomatika, telemexanika, aloqa, radiotexnika va televideniye qurilmalari zanjirlarida va umuman, elektr kuchlanishini o‘zgartirib berish kerak bo‘lgan barcha joylarda ishlatiladi.
Transformator turlarining ko‘p bo‘lishiga qaramay, ularda bo‘ladigan elektromagnit jarayonlar umumiy o‘xshashlikka ega bo‘lib, ularning ishlash printsipi bir xildir. 1-rasmda bir fazali ikki chulg‘amli transformator-ning sxemasi va shartli belgilanishi ko‘rsatilgan. Transformator po‘lat o‘zak

2-rasm
(magnit o‘tkazgich) 1 dan va ikkita mis chulg‘amlar 2 dan iborat. Po‘lat o‘zakning induktsion toklar hisobiga qizib ketishini kamaytirish maqsadida u qalinligi 0,35-0,5 mm bo‘lgan elektrotexnik po‘lat plastinalardan yig‘iladi.

3-rasm

4-rasm. Uch fazali transformatorning tuzilishi
Plastinalarning ikki tomoniga izolyatsion lok surtiladi yoki ular tegishlicha qizdiriladi. Po‘lat o‘zak plastinalarni yig‘ish tartibi 2-rasmda ko‘rsatilgan. Qatlam plastinalarining choklari ustma-ust tushmasligi kerak.
Po‘lat o‘zak magnit zanjirini hosil kilish uchun xizmat qiladi va shu tufayli asosiy magnit oqimi Φ po‘lat o‘zak bo‘ylab harakatlanadi. Po‘lat o‘zakning mis chulg‘amlar o‘ralgan qismi sterjen deyiladi. Transformator-ning manbaga ulangan chulg‘ami birlamchi, iste’molchiga ulangani ikkilamchi chulg‘am deyiladi. SHuning uchun birlamchi chulg‘amga (zanjirga) oid kattaliklar 1 indeksiga ega, masalan, birlamchi chulg‘amning o‘ramlar soni w₁, qismlaridagi kuchlanish u₁, zanjirdagi tok i₁ va h.k. SHuningdek, ikkilamchi chulg‘amga oid kattaliklar 2 indeksiga ega, masalan, w₂, u₂, i₂ va h.k.
Transformatorning birlamchi chulg‘amiga berilgan sinusoidal kuchlanish (u₁ = U_m sin ωt) ta’sirida chulg‘amdan o‘zgaruvchan tok oqib o‘tadi. Bu tok transformatorning po‘lat o‘zagida o‘zgaruvchan magnit oqimi (Φ)ni hosil qilali. CHulg‘amlarning o‘ramlarini kesib o‘tayotgan bu asosiy magnit oqimi birlamchi chulg‘amda o‘zinduktsiya, ikkilamchi chulg‘amda esa o‘zaro induktsiya hodisasiga binoan tegishlicha va ye₂ elektr yurituvchi kuchlarni induktsiyalaydi. Mazkur EYUK-larning ta’sir etuvchi qiymatlari: