113
3.6. ELEKTRİK ENERJİSİNİN ÖTÜRÜLMƏSİ. TRANSFORMATOR
Tam dövrə üçün enerjinin saxlanması qanununa görə, tərpən-
məz metal naqildən elektrik cərəyanı keçdikdə, o iş görür. Bu
iş onun daxili enerjisinin artmasına – naqildən istilik ayrıl-
masına sərf olunur:
.
Cərəyanlı naqildə ayrılan istilik miqdarı cərəyan şiddətinin kvadratı, naqilin müqaviməti
və cərəyanın keçmə müddətinin hasilinə bərabərdir:
.
Kəmiyyətlər arasındakı bu münasibəti təcrübi olaraq ilk dəfə ingilis alimi C. Coul və rus
alimi E. Lens müəyyən etdiyindən o, Coul-Lens qanunu adlandırılmışdır.
Cərəyanlı naqildə ayrılan istilik miqdarı cərəyan şiddətinin kvadratı, naqilin müqa-
viməti və cərəyanın keçmə müddətinin hasilinə bərabərdir.
Paralel birləşdirilmiş naqillərdə gərginlik eyni olduğundan onlarda ayrılan istilik miq-
darları bu naqillərin müqavimətləri ilə tərs mütənasibdir (gərginlik dəyişmədiyindən):
.
Müasir nəhəng elektrik stansiyalarında elek-
trik enerjisi bir neçə min volt gərginlik altında
hasil olunur. Lakin bu enerjini uzaq məsafə-
lərdəki məntəqələrə
ötürmək üçün onun gər-
ginliyi daha yüksək gərginliyə qədər yüksəldi-
lir. Elektrik enerjisi lazımi yerə çatdırıldıqdan
sonra isə onun gərginliyi yenidən azaldılır.
Elektrik enerjisi böyük məsa-
fələrə niyə yüksək gərginlik
altında ötürülür?
Elektrik enerjisi lazımi yerə
çatdırıldıqdan sonra gərginlik
niyə yenidən azaldılır?
Gərginliyin artırılıb-azaldılması
necə həyata keçirilir?
Elektrik enerjisinin ötürülməsi
Dəyişən cərəyan generatorundan alınan elektrik enerjisini naqillər vasitəsilə uzaq
məsafələrə ötürdükdə onlarda istilik ayrılması şəklində enerji itkisi baş verir. Ayrılan
istilik miqdarı Coul–Lens qanununa əsasən müəyyən edilir:
∙
∙ . 1
(1) düsturundan göründüyü kimi, enerji itkisinin azaldılması üsullarından biri na-
qillərin en kəsiyinin sahəsini (S) artırmaqdır. Lakin bu üsul praktik cəhətdən əlverişli
deyildir, çünki belə olduqda naqillərin kütləsi xeyli artar və onları saxlaya bilən nə-
həng dirəklər hazırlamaq lazım gələr.
Enerji itkisinin azaldılmasının ən səmərəli üsulu dəyişən cərəyanın gücünü sabit
saxlayıb gərginliyi artırmaqdır:
∙ ∙ . 2
Ona görə də elektrik stansiyalarında istehsal olunan
1225
gərginlikli dəyi-
şən cərəyanı uzaq məsafələrə ötürmək üçün onun gərginliyi yüzlərcə kilovolta qədər
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 8
LAYİHƏ
114
yüksəldilir. Belə cərəyan yüksək gərginlik xətləri ilə lazımi məntəqəyə çatdırıldıq-
dan sonra isə o, yenidən alçaldılaraq istehlakçıya (istifadəçiyə) verilir. Deməli,
elektrik enerjisinin ötürülməsində gərginliyi artırıb-azalda bilən zəruri elementsiz –
transformatorsuz keçinmək olmur
(a)
.
Transformator
Transformator (lat.
“transformo” – çevirirəm
) – dəyişən cərəyanın gücünü və tez-
liyini sabit saxlamaqla onun gərginliyini azaldıb-artıra bilən elektromaqnit qurğusudur
.
Transformatorun sxematik təsviri və elektrik dövrəsində şərti işarəsi şəkildə təsvir
edilmişdir (
b
və
c
). O, iki sarğacı olan qapalı polad lövhələrdən ibarət içlikdən (1)
ibarətdir. Birinci sarğac (2)
giriş sarğacı adlanır və dəyişən cərəyan mənbəyinə, ikin-
ci sarğac isə (3)
çıxış sarğacı adlanır və ümumi müqaviməti
olan işlədicilər ilə
yüklənir.
Dəyişən cərəyan birinci sarğacdan keçəndə polad içliyi və onunla birlikdə ikinci sar-
ğacı qapayan dəyişən maqnit seli yaradır. Hər iki sarğacdan eyni maqnit seli keçdiyin-
dən, onların hər bir dolağında
∆Ф
∆
bərabər olan induksiya EHQ yaranır. Əgər bi-
rinci sarğacda dolaq, ikinci sarğacda dolaq olarsa, sarğaclarda
yaranan induksiya
EHQ uyğun olaraq:
∙
∆Ф
∆
ə
∙
∆Ф
∆
.
Sarğaclarda yaranan induksiya EHQ-nin nisbətinə bərabər olan kəmiyyət
trans-
formasiya əmsalı ( ) adlanır:
. 3
Transformator boş-boşuna işlədikdə, yəni çıxış sarğacı açıq olduqda
0
həmin sarğacın uclarındakı gərginlik | |
| | olur. Bu zaman giriş sarğacında da
(a)
25 kV
400 kV
12 kV
220V
İstilik elektrik
stansiyası
Yüksəldici
transformator
Yüksək gərginlik
xətləri
Alçaldıcı
transformator
Alçaldıcı
transformator
İstehlakçı
~
~
~
~
(b)
(c)
LAYİHƏ
115
cərəyan şiddəti sıfıra yaxınlaşir:
→ 0. Ona görə də giriş sarğacının uclarındakı gər-
ginlik | |
| | olur.
Beləliklə, transformasiya əmsalı üçün alınır ki:
. 4
(4) ifadəsindən görünür ki, əgər
ə
olarsa, bu halda
olur – transformatorun çıxışındakı gərginlik girişdəki gərginlikdən kiçik olur. Belə
transformator
alçaldıcı transformator adlanır.
Əgər
ə
olarsa, bu halda
olur – transformatorun çıxı-
şındakı gərginlik girişdəki gərginlikdən böyük olur. Belə transformator
yüksəldici
transformator adlanır.
Transformatorun aktiv müqaviməti sıfıra yaxın olduğundan o, normal yüklənmə
rejimində işlədikdə giriş və çıxış sarğaclarının dövrələrindəkı güc təqribən bərabər
olur:
.
Belə olduqda məlum olur ki, transformator sarğaclarındakı dəyişən
cərəyan şiddəti onların uclarındakı gərginliklə tərs mütənasibdir:
ə
. 5
Deməli, transformatorun aşağı gərginlikli sarğacında cərəyan şiddəti yüksək, yu-
xarı gərginlikli sarğacında isə cərəyan şiddəti alçaq olur. Bu səbəbdən dolaqlarının
sayı az olan alçaq gərginlikli sarğacdakı naqilin en kəsiyi yüksək gərginlikli sarğacın
naqilinə nisbətən daha qalın olmalıdır.
Transformatorun FİƏ-si belə təyin olunur:
2
1
∙ 100%
2 2
1 1
∙ 100%. 6
Qeyd. Transformatorun çıxış sarğacı işlədiciyə qoşularsa, transformasiya əm-
salı:
. 7
Burada
ikinci sarğacın müqavimətidir.
Hansı transformatorun işini yoxladınız?
Təchizat: universal transformator: laboratoriya dəsti
(d)
.
İşin gedişi:
1.
U şəkilli polad içliyin bir qoluna elektrik çəngəli olan
giriş sarğacını, digər qoluna isə elektrik qaynaq sar-
ğacını (çıxış sarğacı) yerləşdirin. İçliyi qapayıb sıxac-
larla bərkidin.
ARAŞDIRMA
TƏTBİQETMƏ
2. Giriş sarğacını
~220 gərginlikli şəbəkəyə birləşdirin və qaynaq sarğacının dəstəyini
sıxmaqla onun sıxaclarına bərkidilən polad mismarların uclarını bir-birinə toxundurun.
Baş verən hadisə üzərində müşahidə aparın.
(d)
LAYİHƏ