|
Электромагнит индукция ҳодисаси.
Электромагнит индукция
ҳодисасига инглиз олими Фарадей (1831 йилда электромагнит индукция
ҳодисасини тажрибада кўрган) асос солган бўлиб, унга асосланиб электр
энергияни ишлаб чиқувчи электр машина генераторлар яратилди. 1871 йилда
Д. Максвелл ўзгарувчан электромагнит майдон тенгламасини кашф этган.
Магнит майдонида ҳаракатланаётган ўтказгич майдон оқими куч
чизиқларини кесиб ўтса (харакат йўналиши
В
магнит майдони оқимига Ф
перпендикуляр 8.3-расм ёки α бурчак остида) ўтказгичда электр юритувчи
куч (э.ю.к.) индукцияланади. Бу э.ю.к. нинг йуналиши ўнг қўл қоидаси билан
аникланади (8.3- расм).
8.3-расм Ўтказгичда
индукцияланадиган э. ю. к. нинг
йуналишини аниқлаш (ўнг қўл
қоидаси).
8.4-расм. Ўтказгич магнит
майдонининг куч чизиклаларини
бурчак остида кесиб ўтиши.
Агар ўнг қўлимизни магнит майдон оқими куч чизиклари кафтимизга
кирадиган қилиб жойлаштириб, бош бармоғимиз эса магнит майдонида
ўтказгичнинг харакат йўналишини кўрсатадиган қилиб турсак, ёйилган
тўртта бармоғимиз ўтказгичда индукцияланган э.ю.к. нинг йўналишини
кўрсатади.
Тўғри чизиқли ўтказгичда индукцияланадиган Е э.ю.к.нинг катталиги В
магнит индукциясининг катталигига, ўтказгичнинг
в
харакат тезлигига ва
магнит куч чизиқларини кесиб ўтадиган
л
актив қисмининг узунлигига
пропорционал бўлади, яъни:
Е = Бвл
,
бу ерда Е— индукцияланадиган э. ю. к. (в); В — магнит индукцияси (тл);
л
— ўтказгичнинг актив узунлиги (м);
в
— ўтказгичнинг харакат тезлиги
(м/сек).
Мисол. Узунлиги 0,5 м бўлган ўтказгичдан индукцияланадиган э.ю.к.
аниқлансин. Бу ўтказгич магнит индукцияси В = 1 тл бўлган бир жинсли
магнит майдоиида куч чизиқларига тик холда
в
= 3 м/сек тезлик билан
харакатланади:
Е = Блв
= 1∙0,5∙3= 1,5 в.
Шимол ва жануб қутбларга эга магнит, 8.5-расмда кўрсатилгандек ғалтак
ичида харакатлантирилса, магнит куч чизиқлари ғалтак ўрамларини кесиб
ўтиши натижасида ғалтак ўрамларида э.ю.к. индукцияланади. Берк
занжирдаги ток йўналиши сезгир ўлчов асбоби ёрдамида аниқланади. Магнит
харакатланмаганда магнит куч чизиқлари ўрамларни кесиб ўтмайди ва
уларда э.ю.к. хосил бўлмайди. Магнитланган металнинг йўналишига
харакатланиш мос холда индукция э.ю.к. нинг йўналиши ўзгаради. (8.5-расм,
а, б).
8.5- расм. Ғалтак камраб оладиган
магнит оқимининг ўзгариши.
8.6- расм. 1 ғалтакнинг магнит
майдонида харакатланаётган 2
ғалтакда э.ю.к. ҳосил бўлиши.
Агар 2-ғалтак ток ўтаётган бошқа 1-ғалтакнинг магнит майдонида
ҳаракатлантирилса (8.5- расм), 2 ғалтакнинг ўрамларини кесиб ўтадиган
умумий магнит оқимининг ўзгариши натижасида бу ғалтакда э.ю.к.
индукцияланади. Индукцияланган э.ю.к. нинг йўналиши ғалтакнинг харакат
йўналишига боғлик бўлади.
Агар ғалтакларни бир-бирига нисбатан харакатлантирмасдан қўйиб,
л
ғалтак орқали ўтаётган токнинг миқдори ўзгартириб турилса (масалан, ток
узилиб ва уланиб турса), 2-ғалтак ўрамларига таъсир этадиган магнит
майдонининг вужудга келиши ва йўқ бўлиб кетиши натижасида 2 ғалтакда
э.ю.к. ҳосил бўлади.
Агар 1 ғалтак орқали ўтаётган ток ўзгармас частотага эга бўлса, 2 ғалтак
ўрамларини кесиб ўтадиган магнит оқими ўзгармайди ва бу ғалтакда э.ю.к.
индукцияланмайди. Агар 1 ғалтакка, масалан, электр тармоғидан частотаси
50 гц бўлган ўзгарувчан ток берилса, иккинчи ғалтакда ўз йўналишини худди
шундай частота билан ўзгартирадиган э.ю.к. индукцияланади.
Э.ю.к. индукцияланган берк электр занжирида индукцияланган ток оқади.
Токнинг йўналиши Ленц қоидаси билан аниқланади. Бу қоида қуйидагича
таърифланади: ўтказгичда (контурда) индукцияланган ток ҳамиша шундай
йўналадики, унинг магнит майдони ўзини вужудга келтирган сабабга
қаршилик кўрсатади. Бошқача айтганда, Ленц қоидаси шуни кўрсатадики,
берк занжирда вужудга келган ток ўз магнит майдонини ҳосил қилади, бу
майдонининг йўналиши занжирда бу токни ҳосил қилувчи асосий - бирламчи
магнит майдонининг йўналишига қарама-қарши бўлади ва асосий майдонни
кучсизлантиради.
Ленц қоидасини ҳисобга олган ҳолда, ғалтакда индукцияланган электр
юритувчи куч қуйидаги тенглик билан ифодаланиши мумкин:
t
Ф
E
(8.1)
бу ерда ∆Ф — ғалтак ўрамларини кесиб ўтган магнит оқимининг ∆т вақт
ичидаги ўзгариши. ∆Ф миқдор вебер (вб) ҳисобида, ∆т эса сек хисобида
олинади; ω— ғалтакдаги ўрамлар сони. „минус" ишораси Ленц қоидаси
ҳисобга олинганлигини билдиради.
Маълумки, ўтказгичда (контурда) индукиияланган ток шундай йўналганки,
унинг магнит майдони ўзини вужудга келтирган сабабга қаршилик
кўрсатади. Шунга кўра берк контурни магнит майдонида харакатлантириш
учун унга маълум куч қўйиш керак. Бу кучни қуйидаги мулоҳазаларга
асосланиб аниқлаш мумкин. Ф куч қўйилган контурни
в
м/сек тезлик билан
харакатлантириш учун зайип бўлган Р
м
механик қувват қуйидагича
аниқланади:
Р
м
=
Фв
вм
([
Фв
] =
н-м/сек = ж/сек = вм
). (8.2)
Энергиянинг сақланиш қонунига мувофиқ, бу қувват ток оқаётган ва Е
э.ю.к. индукиияланган контурдаги электр қувватга тенг бўлиши керак, яъни:
F
ЕI
Р
Р
э
м
, (8.3)
бундан
,
EI
F
н
(8.4)
Формуладаги Е ни
Блв
эканлигини яъни
Е = Блв
ни 8.4 формуладаги Е ни
ўрнига қўйиб қуйидги тенгламага эга бўламиз
BlI
v
BlvI
F
(8.5)
Бу ерда В – магнит индукцияси (тл);
л
– ўтказгични актив узунлиги (м); I –
контурдаги ток кучи, (А); Ф – контурни харакатга келтирувчи механик куч,
(Н).
Контурдаги ток I нолга тенг бўлганида унга харакатлантирувчи куч
ишқаланиш ва хавони қаршилигини енгишга сарфланади. Агар магнит
майдонга токли ўтказгич киритилса у худди шундай куч билан майдондан
итариб чиқарилади.
Юқоридагилардан келиб чиққан ҳолда магнит майдонига
жойлаштирилган ўтказгич материалларда электр юритувчи куч хосил
бўлиши учун қуйидаги шартлар бажарилиши кераклигини тасдиқлаш
мумкин.
Ўзгармас магнитнинг жануб ва шимол қутблари оралиғига
жойлаштирилган ўтказгич магнит майдон куч чизиқларига перпендикуляр
йўналишда харакатланиши керак ёки бўлмаса ўтказгич қўзғалмас холатда
бўлса магнит майдон куч чизиқлари унга перпендикуляр холатда харакатда
бўлиши керак. Ушбу шартлардан биринчиси электр энергиясини ишлаб
чиқувчи ўзгарувчан ток (8.7-расм) ўзгармас ток (8.8-расм) генераторлардан
фойдаланилади. Сим чулғамлари (с
2
) жойлашган якор механик энергия
ёрдамида (сув юқори босимли буғ ёки шамол босими) харакатга
келтирилганда шимол, жануб қутблар орасида хосил бўлган магнит
майдонини кесиб ўтиши натижасида унда ЭЮК ҳосил бўлади. Сим
чулғамида хосил бўлган ЭЮК “Е” метал халқалар “К” ва шёткалар орқали
истеъмолчига узатилади. Халқалар яхлит бўлганида счеткалар орқали
истеъмолчиларга узатилаётган кучланиш ўзгарувчан частотали бўлади. 8.7-
расм халқалар айланаси бўйлаб бўлиниб оралари изоляцияланган бўлса
кучланиш ўзгармас частотали бўлади.
8.7-расм. Электромагнит индукция
ҳодисасига асосланган ўзгарувчан ток
генераторининг ишлаш принципини
тушунтиришга оид схема.
8.8-расм. Электромагнит
индукция ҳодисасига асосланган
ўзгармас ток генераторининг
ишлаш принципини
тушунтиришга оид схема.
Юқоридаги
электромагнит
индукция
ҳодисасини
назарий
томонларини ўзлаштириб олинганидан кейин, Двигатель-Генератор
Do'stlaringiz bilan baham: |
