Lazer nuri yordamida transformator moyini deformatsiyon qutblanishini aniqlash

Annotation. The paper presents experimental results on the determination of the dipole moment and polarizability of TRM-3 transformer oil, developed for the first time at the Institute of Chemistry of the Republic of Uzbekistan, on a local sirium basis. A technique for measuring the constituent parts of molecular polarization in polar molecules is described.
Respublikamizda elektr energiyalari manbalarini rivojlantirilishi ko’plab turdagi elektrotexnik transformatorlar va ularni butlovchi elementlarni talab etadi. Jumladan chetdan olinadigan transformator moylari ko’p miqdorda ishlatiladi. Shu ma’noda import o’rnini bosuvchi transformator moylarini mahalliy neft ashyolari asosida yaratilishi o’ta dolzarb sanaladi. Bu borada Umumiy va noorganik kimyo institutida professor B.N.Hamidova rahbarligi ostida ilmiy izlanishlar olib borilib muayyan yutuqlarga erishilgan. Jumladan birinchi marta mahalliy ashyolar asosida ko’plab parametrlari bo’yicha xorijiy analoglaridan qolishmaydigan TRM-3 transformator moyi yaratildi.

Ma’lumki, doim yangi yaratilgan mahsulot parametrlarini standart talablarga mosligini tekshirish muhim vazifalardan sanaladi. Ushbu ish parametrlardan TRM-3 moyini dipol momenti va qutblanuvchanligini aniqlashga qaratilgan.

Ma’lumki elektr maydonida dielektrikni har bir molekulasi ma’lum yo’nalishga ega dipoldan iborat bo’lib qoladi. Markaziy molekula atrofidagi maydon ta’sirida molekulada maydonga proportsional holda dipol momenti yuzaga keladi

=α F (1)

bu yerda α-molekulaning qutblanuvchanligi, -elektr doimiysi F-tashqi maydon kuchlanganligi

Qutblanuvchanlik bir birlik elektr maydon kuchlanganligida indutsirlangan dipol momentini bildiradi. Birlik holidagi elektr moment

P=NαF (2)

bu yerda N-birlik holidagi molekulalar soni.

Dielektrikni tashqi elektr maydoniga kiritilganda molekulada effektiv elektrik dipol momentlari hosil bo’lishini uch xil mexanizmi mavjud bo’lib [1], ulardan birinchisi elektr maydonda atom yoki molekuladagi elektron bulutni o’z yadrosiga nisbatan ma’lum masofaga siljishidan iborat. Bunday qutblanishni juda tez sek vatdayoq shakllana oladi. Yani inertlik yo’q. Elektr maydonni xatto chastotadagi tebranishiga ham mos holda qutblana oladi. Bunday qutblanish barcha dielektriklarda kuzatiladi. Sferik hajmni to’ldirgan dielektrik elektron qutblanishini quydagicha yozish mumkun:

=4 (3)

r-sfera radiusi.

Elektron qutublanishlar odatda tartibida bo’ladi.

Ikkinchisi atom qutublanish bo’lib, u odatda getera atomli molekulalarda kuzatiladi. Bunda atomlarning har xil elektromanfiylikka egaligidan elektron zichlikni katta taqsimoti ro’y beradi. Yadrolarar masofa o’zgarib dipol yelkasi ortadi. Natijada atom qutblanishi ro’y berib indutsirlangan dipol yuzaga keladi. Atom qutblanish atrofida bo’lib, elektron qutblanishda bir tartibga kichik. Shuningdek atom qutblanishni yuzaga kelish tezligi elektron qutblanishidan kichik. Shuning uchun yuqori chastotalarda masalan ultrabinafshada bu qutblanishni hisobga olmasa ham bo’ladi. Unga yuqori bo’lmagan temperaturalarda ya’ni elektron zichlik va atomlararo ta’sir kuchlarini doimiy o’zgarmas deb qarash mumkin bo’lganda elektron va atom qutblanish temperaturaga bog’liq bo’lmaydi. Har ikkisi elektr maydon ta’sirida elektron yadro tizimini deformatsiyalanish tufayli yuzaga kelib ularni yig’indisiga defarmatsion qutblanish deyiladi.

= + (4)

Uchunchisi dipolar o’zaro elektr ta’sir kuchlarini tashqi maydon bilan ta’siri natijasida har bir dipol maydon bo’ylab yo’nalish olishga intiladi. Lekin issiqlik xarakati dipolar yo’nalish olishiga to’sqinlik qiladi. Bu ikki faktorni birgalikdagi ta’siri natijasida dipollarni qandaydir muvozanatli taxsimoti o’rnatilib u maydon bo’ylab yo’nalish olishga ko’proq moyil bo’lib taqsimlanadi, dipollarni vektor yig’indisi noldan farqli bo’ladi. Bu holatni yo’nalishli qutblanish deyiladi. Kuchsiz qutbli molekulalarni yo’nalishli qutblanishini α₀ ortiqcha dipollar konsentratsiyasi orqali tasniflash mumkin. U Boltsman taqsimotiga mos holda taqsimlanadi, uni qatorga yoyib so’ngra birlik hajmdagi zarralar soniga ko’paytirib elektr momentini quydagicha yozish mumkin:

= F (5)

Shuningdek

P=N F (6)

ekanidan ularni tenglab quyidagini yozamiz:

= (7)

μF « kТ hollarda yo’nalishli qutblanish temperaturaga teskari proportsional bo’ladi.

Yo’nalishli qutblanish inertsiyali sanaladi. Shuning uchun doimiy yoki sekin o’zgaruvchan elektr maydonlarda uning ulishi salmog’li bo’lib, yuqori chastotalarda hisobga olmasa ham bo’ladi [2].

Qutbli molekulalarda qutblanishni har uchta mexanizmi (ikkita deformatsion va bitta yo’nalishli) bir vaqtda namoyon bo’ladi.

Р= + ; (8)

= + + ;
P=N F+ N F+ (9)

+ =

Qutbli suyuqliklarda qutbsiz molekulalarda hisoblangan molekulaga ta’sir etuvchi Lorents tomonidan hisoblangan maydondan farqli ravishda qo’shimcha yo’nalishli qutblanuvchanlikka ega bo’ladi. Suyuqlikning har bir molekulasi tashqi maydondan tashqari qo’shni molekulalar maydonida ham bo’lib ularni yo’nalishi mos ravishda o’zgarib boradi.

Birlik hajmdagi yo’nalishli qutblanish (7) ni (9) ga qo’yib quydagini olamiz.

Р=( + )NF (10)

Elektrostatik nazariya bo’yicha hisoblashlardan ko’rsatilishicha

F = ( )E ; (11)

P = ( -1) E , (12)

bu yerda F-lokal elektr maydon kuchlanganligi, E-dielektrikdagi o’rtacha makroskopik elektr maydon.

Ularni (10) ga qo’yib birlik hajmda quydagini olamiz:

( + ) (13)

Har ikki tomonni ga ko’paytirib gram mol uchun Klazius-Mosotti-Debaya formulasini olamiz

( + ) (14)

Bu yerda N_A= Avagadro soni [3].

(14) formuladan moddaning optik xossalari va elektron tuzilishi haqida muhim munosabat kelib chiqadi. Maksvelning elektromagnit nazaryasiga ko’ra o’ta yuqori chastotalarda muhitning sindirish ko’rsatgichi bilan dielektrik singdiruvchanlik o’zaro quydagicha bog’langan:

= (15)

Optik - Гц chastotalarda elektron qutblanishdan tashqari barcha turdagi qutublanishlar nolga teng va elektron qutblanish hisobga olinmaydi holos. Shuning uchun (14) formuladan molekulyar refraktsiya ifodasini olamiz:

R , (16)

Kuchsiz qutblangan molekulyar uchun deformatsion qutblanishni quydagicha olamiz:

≅1,05 , (17)

Bu yerda atomli deformatsiya deformatsion qutblanishni 5%foizini tashkil etadi deyish mumkin.

Ushbu ishda kuchsiz qutblangan molekulali transformator moyini qutblanuvchanligi va dipol momentini tajribada dielektrik singdiruvchanlikni temperaturaga bog’lanishidan olingan natijalar asosida (14) formula yordamida aniqlandi. Chunki bu formulani chiqarishda Lorentsni ichki maydon uchun ifodasi hisobga olingan. Dielektrik singdiruvchanlikni [5] ishdagidek kondensator sig’imini o’lchash usullardan foydalanildi.

(14) tenglamani quydagicha ifodalash mumkin:

P A+B/T , (18)

bu yerda A-temperaturaga bog’liq bo’lmagan deformatsion qutblanish

A ;

ni ga bog’lanishi o’qqa nisbatan burchakn tangensiga ega to’g’ri chiziqni beradi

. (19)
Molekulani molyar massasi infra qizil spektraskopiya o’lchashlaridagi komponentlarni intevsivlikka mos foizlardan aniqlandi.[6]

O’lchashlar (20-100)⁰С temperature oralig’ida bajarilib, natijalar 1-rasmda keltirilgan

0,4





0,3



0,2



0,1

0,01 0,02 0,03 0,04