2-курс Физика

Laborotoriya ishi №2. Transformatorning foydali ish koeffitsentini aniqlash

Kerakli asbob va jihozlar: Transformator, ampermetr va voltmetr (ikkitadan), kalit, ulash simlari, reostat va elektr lampa (iste’molchilar).

Ishning maqsadi: Elektromagnit induksiya hodisasining amalda qo’llanilishini sinab ko’rish. Transformatorning tuzilishi va ishlash prinsipini o’rganish. Transformatorning foydali ish koeffitsiyentining ikkilamchi chulg’am zanjiridagi yuklanishga bog’liqligini o’rganish.

Transformator o’zaro induksiya hodisasiga asoslangan elektr asbobi bo’lib, chastotasini o’zgartirmasdan o’zgaruvchan tokni va uning kuchlanishini o’zgartirib (pasaytirib yoki kuchaytirib) beradi. Eng sodda transformator ikkita g’altakdan va elektromagnit o’zakdan iborat bo’ladi. Transformatorning tok manbaiga ulanadigan g’altagi birlamchi chulg’am (g’altak), iste’molchiga ulanadigan g’altagini ikkilamchi chulg’am (g’altak) deb ataladi.
O’zgaruvchan tok transformatorining birlamchi chulg’amidan tok o’tganda shu g’altak atrofida o’zgaruvchan magnit maydon oqimi hosil bo’ladi va bu maydon, o’z navbatida, elektromagnitli o’zakda o’zgaruvchan magnit maydon oqimini hosil qiladi. Hosil bo’lgan bu o’zgaruvchan magnit maydon oqimi transformatorning ikkilamchi o’ramlarini kesib o’tib, unda induksiya EYuK hosil qiladi. Bu induksiya EYuK esa ikkilamchi chulg’am g’altagida induksion tok hosil qiladi. Transformatorning birlamchi g’altagi tok manbaiga ulanib, ikkilamchi g’altagi iste’molchiga ulanmasa, transformatorning bunday ishlashiga transformatorning salt ishlashi yoki bo’sh yurishi deb ataladi. Transformator salt ishlagan vaqtda, birlamchi g’altakdan o’tgan juda ham kichkina tokka salt ishlash toki deyiladi.

Transformatorda magnit maydon oqimining sochilishini, po’lat o’zakda bo’luvchi Fuko toklarini, g’altakdan tok o’tganda o’tkazgichning qizib energiyaning behuda sarf bo’lishlarini hisobga olish kerak. Fuko toklari hisobiga energiyaning behuda sarf bo’lishi iste’molchilarning ortishi bilan deyarli o’zgarmaydi. G’altakda esa energiyaning behuda sarfi oshadi, chunki tok oshgandan keyin o’tkazgichlar ko’proq qiziydi. Transformatorning quvvati oshishi bilan energiyaning behuda sarfi uzatilayotgan quvvatning juda oz qismiga teng bo’ladi. Shuning uchun iste’molchi ortishi bilan transformatorning FIK ham oshadi.
Umuman olganda, transformator, elektr toki kuchlanishini o’zgartiruvchi asboblardan biri bo’lib, unda energiyaning behuda isrofi juda oz bo’ladi. Katta quvvatli takomillashgan transformatorlarning FIK 96-99% bo’ladi.

Tajriba qurilmasi birlamchi va ikkilamchi chulg’amlar o’ralgan elektromagnitli po’lat o’zak, birlamchi va ikkilamchi chulg’amlardagi tok kuchi va kuchlanishlarni o’lchaydigan ampermetr va voltmetrlar, kalitlar va iste’molchi vazifasini o’taydigan reostat hamda elektr lampalardan tuzilgan. Po’lat o’zak yupqa va tez magnitlanuvchi ferromagnit material (yumshoq po’lat)dan iborat. Yupqa po’lat plastinkalarning usti maxsus lak bilan qoplanadi va ular bir-biriga tegmaydi. Bunday usulda laklanishga asosiy sabab uyurmaviy (Fuko) tokni kamaytirishdan iborat. Transformator konstruksiyasiga qarab, uning plastinkalari П va Ш shaklida tayyorlanadi.
Transformatorlar bir, ikki va uch fazali bo’ladi. Transformatorlar elektromagnit induksiya hodisasining xususiy holi, ya’ni o’zaro induksiya qonuniga muvofiq ishlaydi. Transformatorni birinchi marta 1878 yili P.N.Yablochkov tomonidan ixtiro etilgan bo’lib, uni I.F.Usagin takomillashtirgan.

O’quv laboratoriya sharoitida transformatorning foydali ish koeffitsiyentini (FIK) aniqlash laboratoriya ishi kirishidagi kuchlanish 42V va chiqishidagi kuchlanish 4,5V bo’lgan o’zgaruvchan tok beruvchi maktab transformatoridan foydalanish (texnika xavfsizligi nuqtai nazaridan) maqsadga muvofiq. Tajriba qurilmasining prinsipial sxemasi quyidagi chizmada keltirilgan. Qurilmani ishga tushirish uchun uni laboratoriya xonasidagi 42V o’zgaruvchan tok tarmog’iga ulanadi va K1 kalit qo’shiladi. Bu vaqtda signal lampochkasi shu’lalanishi lozim. Kalit qo’shilgandan so’ng birlamchi chulg’amdagi voltmetr U1 kuchlanishni ko’rsatadi. Ikkinchi chulg’am zanjiridagi K2 kalit qo’shilganida esa lampochka yonadi, V2 voltmetr U2 kuchlanishni ko’rsatadi.

Mos ravishda A1 ampermetr birlamchi chulg’amdagi tok kuchini, A2 ampermetr esa ikkilamchi chulg’amdagi tok kuchini ko’rsatadi. O’lchov asboblarining ko’rsatishlaridan foydalanib, iste’molchi olayotgan quvvatni aniqlash mumkin. Transformatsiya koeffitsiyenti transformatorlar uchun muhim kattalik hisoblanadi. Agar birlamchi chulg’amdagi o’ramlar soni N1 va ikkilamchi chulg’amdagi o’ramlar soni N2 bo’lsa, transformatsiya koeffitsiyenti

(1) ga teng bo’ladi.


K > 1 bo’lganda transformator pasaytiruvchi, k < 1 bo’lganda kuchaytiruvchi bo’ladi.
Ikkilamchi chulg’amdagi quvvatning birlamchi chulg’amdagi quvvatga nisbati transformatorning FIK deb ataladi:

(2) yoki foizlarda ifodalansa (3)

1. Transformatorning tuzilishi va ishlash prinsipini o’rganing. Transformatorning pasporti bilan tanishib, uning ikkala g’altagi uchun nominal kuchlanish va tokni aniqlang.
2. Yuqoridagilarga asosan transformatorning birlamchi va ikkilamchi g’altaklariga ulanadigan o’lchov asboblarini ajratib oling.
3. Rasmda berilgan sxema bo’yicha elektr zanjirini yig’ing va uning to’g’riligiga ishonch hosil qilish uchun o’qituvchiga tekshirtiring.
4. Transformatorning ikkilamchi g’altagini iste’molchiga ulamasdan birlamchi g’altagini tok manbaiga ulab, ya’ni transformator salt ishlagan vaqtda o’lchov asboblarining ko’rsatishlarini yozib oling.
5. Reostat jilgichini uning qarshiligi eng katta bo’ladigan tomonga surib qo’ying.

6. Transformatorning ikkilamchi g’altagini iste’molchiga ulab, tokni bir tekis 10 ampergacha oshirib boring va har safar ampermetr va voltmetrning ko’rsatishlarini yozib oling.
7. Tajribada olingan natijalarga asosan  ni hisoblang.
8. Tajriba va hisoblashlardan olingan natijalarni quyidagi jadvalga kiriting.