Transformator

Transformator.
Ma'lum chastotali va kuchlanishli o'zgaruvchan tokni shunday chastotali, ammo boshqa kuchlanishli o 'zgaruvchan tokka aylantirib beradigan qurilma transformator deyiladi. Uning ishlash prinsipi elektromagnit induksiya hodisasiga asoslangan. Transformator 1875- yili rus olimi P. Yab-lochkov (1847—1894- y.) tomonidan kashf etilgan bo'lib, 1882- yilda I. F. Usagin (1845-1915- y.) uni takomillashtirdi. Transformator berk temir o'zakdan va unga

a) , b>
o'ralgan sim chulg'amli ikkita yoki undan ortiq g'altakdan iborat. Chulg'amlardan biri O'zgaruvchan kuchlanish manbayiga ulanadi va u birlamchi chulg'am deyiladi. Ikkinchi chulg'amga iste'molchi, ya'ni elektr energiyasini iste'mol qiluvchi asbob ulanadi va u ikkilamchi chulg'am deyiladi. Ba'zi transformatorda bir nechta ikkilamchi chulg'am bo'lishi mumkin. Transformator chulg'amlarining aktiv qarshiligi kichik, induktivligi esa katta bo'ladi.
Transformatorning sxematik tuzilishi - a rasmda, uning shartli belgisi esa - b rasmda tasvirlangan.
Bir-biridan lok qatlami bilan ajratilgan yupqa plastin-kalardan transformatorning o'zagi yig'iladi. Plastinkalarni bir-biridan bunday ajratish o'zakda yuzaga keladigan uyurmaviy toklarni kamaytirish va o'zakni isitadigan energiya yo'qotilishini kamaytirish uchun bajariladi. O'zakning plastinkalari kichik yuzali gisterezis sirtmog'iga ega ferro-magnitdan, asosan, po'latdan yasaladi. O'zakning o'zga-ruvchan magnit oqimi bilan qayta magnitlashidagi energiya sarfini kamaytirish uchun ana shunday qilinadi.
Ish jarayonida transformator qiziydi. Kichik quwatli transformatorni sovitish uchun uni o'rab turgan havodan foydalaniladi. Bunday transformatorlar quruq transfor-matorlar deb ataladi. Katta quwatli transformatorlarni sovitish uchun esa ularning o'zagi va chulg'amlarini, issiqlikni oluvchi muhit vazifasini bajaruvchi transformator yog'i quyilgan maxsus bakka solinadi (2- rasm).
Transformatorning ishlash prinsipi bilan tanishib chiqaylik. "^2.3- rasmda uning elektr lanjiriga ulanish sxemasi keltirilgan bo'-lib, unda quyidagi belgilashlardan foydalanilgan: N{ va r, — birinchi chulg'amdagi o'ramlar soni va shu

chulg'amning qar- shiligi, N2 va r2 — ikkinchi chulg'amdagi o'ramlar soni va shu chulg'amning qarshiligi, R — ikkilamchi zanjir (iste'mol) tashqi qismining qarshiligi, C/j — birinchi chulg'amdagi kuchlanish. Transformator ikki xil rejimda ishlaydi: yuklamasiz (salt yurish) rejim, yuklamali (ishchi) rejim.

Yuklamasiz, ya'ni salt yurish rejimi ikkilamchi zanjir (iste'molchi) uzuq bo'lgan holda amalga oshiriladi. Bu holda ikkilamchi zanjirda tok mavjud bo'lmaydi (/2 = 0), birlamchi chulg'amdan esa salt yurish toki deb ataluvchi /xtok o'tadi (bu yerda /o'zgaruvchan tokning ta'sir etuvchi qiymati). Birlamchi chulg'am orqali o'zgaruvchan tok o'tayotganda o'zakda o'zgaruvchan magnit oqimi yuzaga keladi, u har bir chulg'amda induksiya EYKni hosil qiladi. Transfor-matordagi po'latdan tayyorlangan o'zakda magnit oqimi uning barcha kesimlarida bir xil bo'ladi. Induksiya EYKning oniy qiymati birlamchi yoki ikkilamchi chulg'amning istalgan o'ramida bir xil bo'ladi va u quyidagicha topiladi:

3- rasm.
Agar bo'lsa,

bo'ladi, bu yerda -bitta o'ramdagi EYKning
amplitudasi. Har bir chulg'amda o'ramlar soni har xil bo'lgani uchun ulardagi to'liq induksiya EYKlari bir-biridan farq qiladi. Ikkala chulg'amdagi to'liq induksiya EYK mos ravishda et = N}e va e2 = N2e bo'ladi. Bundan

kelib chiqadi. Ushbu ifoda EYKning amplitudaviy qiymatlari uchun ham o'rinlidir:
(2)
U holda EYKning har bir chulg'amdagi ta'sir etuvchi qiymatlari uchun
(3)
deb yozish mum kin.
Berk zanjir uchun Om qonuniga muvofiq, birlamchi chulg'am uchun quyidagi munosabat o'rinli bo'ladi:

Transformatorning salt yurishida tok manbayidan kam miqdorda energiya olib, iste'mol qilgani sababli, salt yurish toki juda kichik bo'ladi (/ = 0). Shu tufayli Ј7, =Ј',. Transformatorning ikkilamchi chulg'ami uzib qo'yilgani uchun bu chulg'amdagi kuchlanish undagi induksiya EYKiga teng bo'ladi: U2 = WY Demak, transformatorning salt yurishida chulg'amlardagi induksiya EYKining ta'sir
etuvchi qiymati ulardagi kuchlanishga teng^bo'lar ekan. Yuqorida aytilganlarni hisobga olgan holda, (1)—(3) ifodalarni quyidagi shaklda
(4)
yozish mumkin. Bu ifodadan chulg'amlardagi kuchlanish ulardagi o^ramlar soniga to'g'ri proporsional ekanligi kelib chiqadi. (4) ifodadagi k koeffitsient berilgan transfor-mator uchun transformatsiya koeffltsienti deyiladi.
Agar birlamchi chulg'amdagi o'ramlar soni ikki-lamchidagidan kam bo'lsa (k < 1), ikkilamchi chulg'amdagi kuchlanish birlamchi chulg'amdagi kuchlanishdan katta bo'ladi. Bunday transformator kuchaytiruvchi transfor-mator deyiladi. Agar birlamchi chulg'amdagi o'ramlar soni ikkilamchidagidan ko'p bo'lsa (k > 1), ikkilamchi chul­g'amdagi kuchlanish birlamchi chulg'amdagi kuchla­nishdan kichik bo'ladi. Bunday transformator pasaytiruvchi transformator deyiladi. Transformatorning salt yurishida tok manbayidan olingan kam miqdordagi energiya uning o'zagini qayta magnitlashi uchun sarf bo'lgani tufayli, bunday ish rejimida birlamchi chulg'amdan ikkilamchisiga energiya uzatilmaydi.
Transformatorning yuklamali, ya'ni ishchi rejimi unga ikkilamchi elektr zanjiri (iste'molchi) ulanganda amalga oshiriladi. Bu holda ikkilamchi chulg'am orqali I2 tok o'tadi. Bu tok ikkilamchi chulg'amga ulangan iste'molchilar soni va quwati orqali aniqlanib, birlamchi chulg'amdagi tokka ta'sir ko'rsatadi. Ushbu fikrni quyidagicha tushuntirish mumkin. I2 tokning magnit maydoni va uning magnit oqimi Lens qoidasiga binoan birlamchi chulg'amdagi tok hosil qilgan o'zakdagi magnit rnaydon oqimining o'zgarishiga qarshilik qiladi. Magnit oqimining o'zgarish tezligining kamayishi har bir o'ramdagi EYKning kamayishiga sababchi bo'ladi. Buning natijasida birlamchi chulg'amdagi o'zinduksiya EYK kamayadi. Uning kamayishi esa o'z
navbatida formulaga asosan birlamchi
chulg'amdagi tok kuchining qiymatini / salt yurish tok kuchi qiymatidan /, yuklama tok kuchining qiymatigacha ortishiga olib keladi. Bu esa, o'z navbatida, I2 tokning transformator o'zagida yuzaga keltirilgan qarshi magnit oqimining ta'sirini kompensatsiyalaydi. Buning hisobiga transformatorni o'zgaruvchan tok manbayidan oladigan energiyasi ortadi va bu energiya iste'molchiga ikkilamchi chulg'am orqali uzatiladi. /, va I2 yuklama toklarining transformator o'zagida hosil qilgan magnit oqimlari mos ravishda
5)
(6)
ga teng, bu yerda / --chulg'am uzunligi, S — transfor­mator induktiv g'altaklarining ko'ndalang kesim yuzi.
Berilgan yuklamada ishlayotgan transformatorning ish rejimida birlamchi va ikkilamchi chulg'amdagi magnit oqimlari bir xil bo'ladi: O, = O2. U holda (5) va (6) ifodalarga asosan
yoki (7)
deb yozsa bo'ladi. Demak, transformator chulg'amlaridagi yuklama toklarshu chulg'amlardagi o'ramlar soniga teskari proporsional bo'lar ekan.
Energiyaning saqlanish qonuniga binoan iste'molchiga uzatiladigan energiya birlamchi chulg'amning o'zgaruvchan kuchlanish manbayidan oladigan energiyaga teng bo'ladi. Energiya yo'qotilishi hisobga olinmaganda birlamchi chulg'amdagi quwat ikkilamchi chulg'amdagi quwat (P2 = I2U2} gateng:
(8)
Shunday qilib, transformator yordamida o 'zgaruvchan tok kuchlanishi necha marta orttirilsa, tok kuchi shuncha marta kamaytiriladi yoki aksincha.
(8) formula, yuklama toklarining chulg'amlar orqali o'tishi, o'zakning uyurmali toklar hisobiga isishi va o'zakning o'zgaruvchan magnit oqimi tufayli qayta magnit -lanishi natijasida yuzaga keladigan energiya isroflarini hisobga olmagan holda hosil qilingan. Nagruzka qarshiligi to'g'ri tanlanib, yaxshi balanslashgan transformatorlarda bu energiya sarfi minimumga keltirilgan bo'lib, 2—3% ni tashkil qiladi. Ammo ushbu energiya sarfini umuman yo'qotib bo'lmaydi. Shu tufayli transformatorni iste'mol-chiga uzatadigan quwati, ya'ni P2 foydali quvvat, uni o'zgaruvchan kuchlanish manbayidan oladigan P{ umumiy quwatidan kichik bo'ladi: P2

Hozirgi zamon transformatorlarida FIK 97—98% gacha yetadi.
Elektr energiya boshqa turdagi energiyalarga qaraganda katta afzalliklarga ega. Uni simlar orqali deyarli energiya isrof qilmasdan uzoq masofalarga uzatish mumkin, iste'molchilar o'rtasida taqsimlash qulay. Eng asosiysi, bu energiyani oddiygina qurilmalar yordamida energiyaning boshqa turlariga — mexanik, ichki, yorug'lik energiyalariga va shu kabi energiyalarga aylantirish mumkin.
Eng awalo, elektr tokini ishlab chiqaruvchi qurilma-larni ko'rib chiqaylik. Elektr tokini generatorlar ishlab
chiqaradi. Generator biror turdagi energiyani elektr energiyasiga aylantiruvchi qurilmadir. Galvanik elementlar, elektrostatik mashinalar, termobatareyalar, kosmik kema-larda qo'llaniladigan quyosh batareyalari va shu kabilar generatorlar jumlasiga kiradi. Hozirgi vaqtda generatorlarning prinsipial jihatdan yangi turlarini yaratish imkoniyatlari ustida tadqiqiotlar olib borilmoqda. Masalan, yoqilg'i elementlari deb ataluvchi generatorlar ishlab chiqilmoqda. Ularda vodorod bilan kislorod o'rtasidagi kimyoviy reaksiya energiyasi bevosita elektr energiyasiga aylantiriladi.
Elektr energiya generatorining yuqorida aytib o'tilgan turlarining qo'llanilish sohasi ularning xususiyatlariga bog'liq. Masalan, elektrostatik mashinalar yuqori kuch­lanish hosil qila oladi, lekin zanjirda ancha katta tok hosil qila olmaydi. Galvanik elementlar esa yetarlicha katta tok hosil qila oladi, lekin uzoq vaqt ishlay olmaydi.
Hozirgi paytda o'zgaruvchan tokning elektromexanik-induksion generatorlari muhim o'rin tutadi. Ana shunday generatorlardan biri o'zgaruvchan tok generatoridir. Elektromagnit induksiya hodisasidan foydalanib, mexanik energiyani o 'zgaruvchan elektr toki energiyasiga aylantirib beruvchi mashina yoki qurilma o 'zgaruvchan tok generatori deyiladi. 4-rasmda magnit maydon hosil qiluvchi elektromagnit yoki doimiy magnit (induktor), o'zgaruv­chan EYK induksiyalanadigan chulg'am (yakor) dan iborat bo'lgan o'zgaruvchan tok generatorining ko'ndalang ke-simi keltirilgan. Bunday gene-ratorning yakori unda yuqori kuchlanish hosil qilish uchun bitta o'ramdan emas, balki juda ko'p (hatto minglab) o'ram-lardan tashkil topgan. Bunday kuchlanishni yakorni aylantirib hosil qilish mumkin. Ammo bunday generator kam quv-
vatga ega. Sababi: ushbu gene-ratordan yuqori kuchlanishli 4-rasm.
o'zgaruvchan tokni kuchli elektr razryadi tufayli iste'mol-chiga uzatib bo'lmaydi. Shuning uchun katta quvvatli o'zgaruvchan tok generatorlarida yakorni qo'zg'almas, induktorni esa qo'zg'aluvchan, ya'ni aylanadigan qilinadi. Generatorning qo'zg'almas qismini stator, qo'zg'aluvchan qismini esa rotor deyiladi. Rotorni o'rab olgan halqa shaklidagi stator (7) ni uyurmaviy toklar ta'sirini kamay-tirish uchun alohida olingan po'lat plastinkalardan yasaladi. Statorning maxsus qilingan o'ymalariga ketma-ket ulangan ramka (o'ram)lar, ya'ni yakor (2) joylashtiriladi. Stator ichida aylanadigan doimiy magnit (elektromagnit) rotor (5) deyiladi. Rotor- induktor magnit qutblari soni ikkita yoki unga karralidir. Elektromagnit induksiya EYKni uyg'otuvchi chulg'ami (4) rotor (3) ning o'ymalariga mahkamlanadi. Ushbu chulg'amning ikkinchi uchi kontakt halqalari (5)ga ulanadi. Bu halqalar rotor valiga o'rnatilgan. Halqalarga siqilib tegib turadigan qo'zg'almas plastinkalar-cho'tkalar (6) rotor chulg'amini tashqi zanjir bilan ulaydi. Stator va rotor shunday qilinganki, ular orasidagi magnit maydon induksiyasi

qonun bo'yicha o'zgaradi, bu yerda a — ramka tekisligi bilan S0 magnit induksiya vektori orasidagi burchak. Rotor co burchak tezlik bilan aylanganda a burchak

bo'lgani uchun B=B0cosat bo'ladi. G'altak konturidan o'tuvchi magnit oqimi O = BS=B0Scosat gaining o'zga-rish tezligi esa

bo'lgani uchun statorning o'ramida EYKi e=-&Ј.= = (f>SB0smwt bo'lgan induksion elektr maydon paydo bo'ladi. EYKning amplitudaviy qiymati bo'l-
gani uchun e = g^sinco/ bo'ladi. Demak, bir juft qutblarga ega bo'lgan rotor co chastota bilan bir tekis aylanganda statorning o'ramlarida EYK ana shunday chastota bilan garmonik qonun bo'yicha o'zgaruvchan elektr maydon hosil qiladi. O'zgaruvchan EYK va tokning chastotasi rotorning aylanish tezligiga proporsional bo'ladi. Shuning uchun bun-day generatorlar sinxron generatorlar deyiladi.
Shuni aytib o'tish zarurki, o'zgaruvchan tok generato-rining tuzilishi uncha murakkab emas, shu bilan birga ular yetarli darajada yuqori kuchlanishda kuchli tok hosil qilish imkonini beradi.
Hozirgi zamon elektr tokining generator! — mis simlar, izolyatsiyalovchi material va po'lat konstruksiyalardan tuzilgan ulkan qurilma bo'lib, uning o'lchamlari bir necha metr bo'lgan detallari bir millimetrgacha aniqlikda tayyor-lanadi. Elektr energiyasini uzluksiz va tejamli berib tura­digan, harakatlanuvchi qismlari bunday uyg'unlashgan qator sistemalar jahonning barcha davlatlarida ishlab turibdi va xalq ehtiyoji uchun xizmat qilmoqda.
Hozirgi zamonda elektr energiya ishlab chiqarish va undan foydalanish darajasi jamiyatda ishlab chiqarish kuchlari taraq-qiyotining asosiy ko'rsatkichi bo'lib qoldi. Bunda energiyaning eng unversal va foydalanish uchun eng qulay turi hisoblangan elektr energiya yetakchi o'rin tutadi. Butunjahon miqyosida energiyadan foydalanish 25 yil mobaynida ikki barobar ortsa, elektr energiyadan foydalanish 10 yildayoq, ikki barobar ortar ekan. Bu esa energiya resurslarini sarflash bilan bo'lgan jarayonlar tobora ko'proq elektr energiyadan foydalanish asosiga ko'chiri-layotganidan dalolat beradi.
Energetikaning vazifasi energiyaning foydalanish uchun eng qulay shaklini hosil qilishidir. Undan foydalanish jarayonida u pirovardida, asosan, ichki energiya (issiqlikka)ga aylanadi.v
Elektr energiya eng ko'p ishlatiladigan asosiy soha sanoatdir, uning ulushi sarflanadigan butun elektr energiyaning 70% ga yaqin qismini tashkil qiladi. Transport ham energiyani ko'p sarflaydigan yirik tarmoqlardandir. Tobora ko'p temiryo'llar elektrovozlardan foydalanish asosiga ko'chirilmoqda. Turar joylarni yoritish va maishiy elektr asboblarini ishlatish uchun elektr
energiyadan foydalanilishi hammaga ma'lum. O'zbekiston qishloq xo'jaUgidagi barcha jamoa xo'jaliklari elektr energiyani davlat elektr stansiyalaridan oladi va undan ishlab chiqarish va maishiy ehtiyojlar uchun foydalaniladi.
Hozir iste'mol qilinadigan elektr energiyaning ko'p qismi mexanik energiyaga aylantiriladi. Sanoat ishlab chiqarishidagi mexanizmlarning deyarli barchasini elektr dvigatellari harakatga keltiradi. Bu dvigatellar qulay, ixcham bo'lib, ishlab chiqarishni avtomatlashtirishga imkon beradi. Sanoatda iste'mol qilinadigan elektr energiyaning 1/3 qismiga yaqini elektr bilan payvandlash, metallarni elektr bilan qizdirish va eritish, elektroliz qilish va shu kabi maqsadlar uchun sarflanadi.
Elektr energiya katta-kichik elektr stansiyalarda, asosan, elektromexanikaviy induksion generatorlar yordamida ishlab chiqiladi. Elektr stansiyalarining ikkita asosiy turi bor: issiqlik elektr stansiyalari va gldroelektr stansiyalar. Bu stansiyalar bir-biridan generatorlarning rotorini aylantiruvchi dvigatellarning xarakteri bilan farq qiladi.
Issiqlik elektr stansiyalarida energiya manbayi sifatida ko'mir, torf, neft, mazut, yonuvchi slaneslar va gaz singari yoqilg'ilardan foydalaniladi. Bu stansiyalarda elektr generatorlarning rotorlarini bug' va gaz turbinalari yoki ichki yonuv dvigatellari aylantiradi. Bug' turbinali yirik issiqlik elektr stansiyalari (qisqacha TES) eng tejamli stansiyalardir. TESlarning ko'pchiligida yoqilg'i sifatida ko'mir kukunidan foydalanish mumkin. Ularda IkW • soat elektr energiya ishlab chiqarish uchun bir necha yuz gramm ko'mir yoqiladi. Bug' qozonida yoqilg'idan chiqadigan energiyaning 90% gacha qismi bug'ga o'tadi. Turbinada bug' oqimining kinetik energiyasi rotorga uzatiladi. Turbinaning vali generatorning vali bilan mahkam biriktiriladi. Bug' turbinalari ancha katta tezlik bilan ishlaydigan generatordir, ularda valning aylantirishlar soni minutiga bir necha mingni tashkil qiladi.
Bug' turbinalari issiqlik dvigatellari bo'lgani uchun ularning ishchi jismining boshlang'ich temperaturasi ortgan sari turbinaning FIK ortadi. Shu tufayli turbinaga keladigan bug'ning parametrlari mumkin qadar yuqori ko'tariladi: temperaturasi 600°C ga, bosimi 25 MPa ga yetkaziladi. Buning natijasida TESlarning FIK 40% ga yetadi. Ularda sarflanadigan energiyaning ko'p qismi ishlab bo'lgan bug' bilan birga chiqib ketadi.
Teploelektrsentral (issiqlik elektr markazi) deb ataluvchi maxsus issiqlik elektr stansiyalari ishlab bo'lgan bug' energiyasining
ko'p qismidan sanoat korxonalarida va maishiy maqsadlarda (isitish sistemalarining suvini isitish va issiq suv bilan ta'minlash uchun) foydalanishga imkon beradi. Buning natijasida ularning FIK 60 -s- 70% ga yetadi. Energiyaning yoqilg'idan boshlab elektr toki iste'mol qilingunicha bo'lgan ,,yo'lida" bir turdan ikkinchi turga aylanishlari 42.5- rasmda keltirilgan.
Gidroelektrostansiyalarda (GESlarda) generatorlarning rotorini aylantirish uchun to'g'on vositasida ko'tarilgan suvning potensial energiyasidan foydalaniladi. Bularda elektr generatorlarning rotorini gidravlik turbinalar aylantiradi. GESlarning quwati to'g'on vositasida hosil qilingan suv sathlarining bosimiga va bir sekundda turbina orqali o'tadigan suv massasiga (suv sarfiga) bog'liq,GES bo'lgan holda energiyaning bir turdan ikkinchi turga aylantirisWari 6-rasmda keltirilgan sxemada ko'rsatilgan.
Atom elektr stansiyalari (AES) yordamida ham elektr energiya ishlab chiqariladi. Ularning energetika sohasidagi roli tobora ortmoqda. Ularning yuqori sifatli ekologik himoyali variantlari ishlab chiqilmoqda va qo'llanilmoqda.
Ko'p hollarda elektr energiyadan tebranish chastotasi bir necha o'n yoki yuz ming Hz ga teng bo'lgan o'zgaruvchan tok shaklida foydalanish qulaydir. Bunday toklar yuqori chastotali tok deyiladi.
Yuqori chastotali tok o'tayotgan g'altakda yuzaga keladigan juda tez o'zgaruvchan magnit maydon g'altakdagi o'tkazgichlarda o'zgaruvchan EYK va induksion tok hosil qiladi. Bu tok o'tkazgichni qizdiradi va uni-erita oladi. Shu usulda vakuumda juda sof quyma

5- rasm.

6- rasm.
metallar hosil qilinadi. Chastota qanchalik yuqori bo'lsa, uyurmali toklar o'tkazgich sirtiga shunchalik yaqin to'planadi. Bu hodisadan foydalanib, buyumning faqat sirtini tezda qizdirish mumkin, bunda buyumning ichi sovuqligicha qoladi. So'ngra buyum tez sovitilsa, uning sirti toblanadi, binobarin, faqat sirt qatlami qattiq bo'lgan buyum hosil bo'ladi. Bunda uning ichki qatlami yumshoqligicha qoladi. Sunday detallar mashinasozlikda keng qo'llaniladi.
Texnikada kondensatorning yuqori chastotali elektr maydoni-dan ham keng foydalaniladi. Bunday maydonga joylashtirilgan dielektrik molekulalari tebranma harakatga kelib, buning natijasida material ichigacha qiziydi. Bu usuldan yog'och materiallar, keramik buyum va shu kabilarni quritish uchun foydalaniladi.
Yuqori chastotali toklar tibbiyotda ham qo'llaniladi. Kishi tanasining bir qismini yuqori chastotali maydonga joylashtirib, uning sirtini yoki ichkarisini ham qizdirish mumkin.
Elektr energiyasi iste'molchilari hamma yerda bor. Lekin elektr energiyasi faqat yoqilg'i yoki suv resurslari manba-yiga yaqin joylarda ishab chiqiladi. Shu sababli elektr energiyasini uzoq masofalarga uzatishga to'g'ri keladi. Lekin elektr energiyasini uzoqqa uzatishda energiya sezilarli miqdorda isrof bo'ladi. Gap shundaki, elektr uzatish liniyasi orqali o'tayotgan tok liniya o'tkazgichlarini qizdiradi. Joul—Lens qonuniga muvofiq, liniya o'tkazgichlarini qiz­dirish uchun sarf bo'ladigan energiya miqdori Q—PRt formuladan topiladi, bu yerda R — liniya qarshiligi. Juda
uzoq masofalarga energiya uzatish iqtisodiy jihatdan umuman befoyda bo'lib chiqishi mumkin. Elektr energiya isrofmi kamaytirish yo'llarini ko'rib chiqaylik. Pquwatli iste'molchi elektr stansiyadan /masofada f/kuchlanishda ishlasa, elektr uzatuvchi liniya simlarining ko'ndalang kesimi S bo'lsa, Joul—Lens qonuniga ko'ra, elektr uzatuvchi liniyada issiqlikka aylanishi tufayli yo'qotilgan quvvat

ga teng, bu yerda ifodalardan va
doimiy koeffitsientdan foydalanildi (p — liniya
simlarining solishtirma qarshiligi).
Oxirgi formuladan ko'rinadiki, berilgan masofaga energiya uzatuvchi liniyalardagi energiya yo'qotilishini kamaytirish uchun simlarning ko'ndalang kesimi yuzasini orttirish va U kuchlanishni ko'paytirish kerak ekan. Lekin simlarning ko'ndalang kesim yuzasini orttifish simlar massaning ortishiga olib keladi. Energiya isrofi/ii kamaytirishning eng samarali usuli kuchlanishni orttirishdir. Shuning uchun energiyani uzoq masofalarga uzatishda kuchlanish bir necha yuz kilovoltlargacha (ko'pincha 110 kV) kuchaytiriladi. Demak, liniya qan­chalik uzoq bo'lsa, yuqori kuchlanishdan foydalanish shunchalik foydali bo'ladi. Ammo o'zgaruvchan tok liniyalarida kuchlanish juda yuqori bo'lganda simlar atrofida tojli razryad paydo bo'lishi tufayli elektr energiyaning yo'qotilishi keskin ortadi (har kilometrda 100 kW gacha). Shuning uchun keyingi yillarda tojli razryad tufayli energiya yo'qotilishi ancha kam bo'ladigan o'zgarmas tok energiyasi uzatuvchi liniyalar qurilishi boshlab yuborildi.
O'zgaruvchan tok generatorlari ko'pincha 11—20 kV kuchlanishga mo'ljallab ishlab chiqariladi, chunki
kuchlanish bundan ham orttirilsa, generatorning chul-g'amlarini va boshqa qismlarini izolatsiya qilish uchun ancha murakkab maxsus choralar ko'rish kerak bo'ladi. Shuning uchun yirik elektr stansiyalarda kuchaytiruvchi trans-formator qo'yiladi. Transformator liniyadagi kuchlanishni necha marta orttirsa, tok kuchi shuncha marta kamayadi.
Stanoklarning elektr dvigatellarida, yoritish tarmoq-larida va boshqa maqsadlarda elektr energiyadan foydalanish uchun liniyaning oxirida (iste'molchilardagi) kuchlanishini pasaytirish kerak. Bunga pasaytiruvchi transformatorlar yordamida erishiladi.
Kuchlanish, odatda, pog'onalab pasaytiriladi. Shunga muvofiq ravishda tok kuchi ham pog'onama-pog'ona ortib boradi. Elektr energiyani uzatish va taqsimlash sxemasi 42.7- rasmda ko'rsatilgan.
Elektr energiyani uzoq masofalarga uzatishning eng istiqbolli usuli o'zgarmas tokdan foydalanishdir. O'zgarmas tokdan foydalanganda elektr uzatish liniyalari ayni o'sha o'tkazgichlarning o'zidan ko'proq energiya uzatishga imkon beradi, chunki o'tkazgichlar orasidagi kuchlanish o'zgar­mas tok liniyalaridagi kuchlanishning amplitudasiga teng qilib olinishi mumkin. Bundan tashqari, o'zgarmas tokdan foydalanilganda liniyaning induktiv qarshiligi va sig'imi bilan

7- rasm.
bog'liq bo'lgan qiyinchiliklar ham o'z-o'zidan bartaraf bo'ladi. Bu, ayniqsa, elektr energiyani uzoq masofalarga uzatishda muhimdir.
Elektr energiyani o'zgarmas tok vositasida uzatishda elektr stansiyalaridagi generatorlar ishlab chiqaradigan o'zgaruvchan kuchlanish awal transformatorlar yordamida kuchaytirib olinadi, so'ngra maxsus qurilmalar (invertor-lar) yordamida o'zgarmas kuchlanishga aylantiriladi. Elektr uzatish liniyasining oxirida o'zgarmas kuchlanish yana o'zgaruvchan kuchlanishga aylantiriladi, so'ngra transfor-mator yordamida kerakli kattalikkacha pasaytiriladi. O'zgarmas tokni o'zgaruvchan tokka va aksincha, o'zgaruvchan tokni o'zgarmas tokka aylantirish bilan bog'liq bo'lgan qiyinchi­liklar muvaffaqqiyatli ravishda bartaraf etilmoqda.
Transformator nima uchun kerak?
Odatda elektr energiyasini elektrostatsiyadan iste’molchilarga uzatish kerak bo`ladi. Bir necha yuzlab kilometr masofalarga elektr energiyasini uzatishda energiyaning behudaga sarflanishini kamaytirish muhim ahamiyatga ega. Bunda energiyaning anchagina qismi befoyda issiqlik va magnit maydon energiyasiga aylanib ketishi mumkin. Har ikkala energiya ham tok kuchining kvadratiga proportsionaldir. Aynan shuning uchun ham uzoq masofalarga uzatilayotgan elektr tokining kuchi kamaytirilib, kuchlanishi orttiriladi.
Bunda elektr tokining energiyasi o`zgarmaydi. Iste’molchiga etib kelgan tokning kuchi va kuchlanishi esa zaruratdan kelib chiqib yana o`zgartiriladi. Tok kuchi va kuchlanishining qiymatlarini o`zgartirish transformator deyilguvchi qurilma vositasida amalga oshiriladi.
O`zgaruvchan tok kuchlanishini orttirish yoki kamaytirish maqsadida ishlatiladigan transformatorning ish printsipi o`zaro induktsiya hodisasiga asoslangan.
Transformatorning tuzilishi.
Transformatorlar birinchi bo`lib rus olimlari P.YAblochkov (1847-1894) va I.Usaginlar (1855-1919) tomonidan yasalgan va amalda qo`llanilgan. Transformatorning printsipal sxemasi 182-rasmda ko`rsatilgan bo`lib, temir o`zakka mahkamlangan va o`ram soniga ega chulgamlardan iborat.
Birinchi cho`lg`amning uchlari EYUK li o`zgaruvchan tok manbaiga ulangan bo`lib undan o`zgaruvchan I<sub>1</sub> tok oqadi va transformator o`zagida o`zgaruvchan magnit oqimi F ni vujudga keltiradi. Bu oqimning o`zgarishi ikkinchi cho`lg`amda o`zaro induktsiya EYUK ni vujudga keltiradi.
Transformatorning ish printsipi.
 


Birinchi cho`lg`am uchun Om qonuni qo`yidagi ko`rinishga ega bo`ladi.

bu erda R₁ - birinchi cho`lg`amning qarshiligi. Tez o`zgaruvchan maydonlar uchun R­<sub>1</sub> qarshilikdagi kuchlanish tushushi I<sub>1</sub>R<sub>1</sub> boshqa hadlarga nisbatan juda kichik bo`lganligi uchun uni hisobga olmaslik mumkin, ya’ni
(1)
Ikkinchi cho`lg`amda vujudga keladigan o`zaro induktsmya EYUK esa
(2)
Har ikkala ifodadan ham ni topsak
;
va ularni tenglashtirsak
(3)
olamiz.
Transformatsiya koeffitsienti.
Transformatorning ikkinchi cho`lg`amidagi EYUK birinchisinikiga nisbatan necha marta ko`p (yoki kam) ekanligini ko`rsatuvchi o`ramlar sonining nisbatiga transformatsiya koeffitsenti deyiladi.
Zamonaviy tranformatorlarda energiyaning behuda sarfi ikki foiz atrofida bo`ladi. Bu energiya cho`lg`amlardan issiqlik ajralishiga va o`zakda tok vujudga kelishiga sarflanadi. Agar energiyaning behuda sarflanishini hisobga olmasak, unda transformatorning har ikkila cho`lg`amlaridagi tokning quvvati teng bo`ladi, ya’ni
e<sub>2</sub> I<sub>2</sub> » e<sub>1</sub> I<sub>1</sub>, (4)
Demak (3) ga asosan
(5)
ya’ni cho`lg`amlardagi tok kuchi o`ramlar soniga teskari proportsionaldir.
Agar bo`lsa, bunday transformatorga kuchaytiruvchi transformator deyiladi. U o`zgaruvchi EYUK ni orttirib tok kuchini kamaytiradi. Bunday transformatorlar elektr energiyasini uzoq masofalarga uzatishda ishlatiladi.
Agar bo`lsa, pasaytiruvchi trasformator bo`ladi va EYUK pasaytirilib tok kuchi orttiriladi. Bunday transformatorlar yuqori kuchlanishli tokni qabul qilib iste’molchini ta’minlash uchun ishlatiladi.
Elektr energiyasini uzatish sxemasi 183-rasmda ko`rsatilgan.

 
Transformatorlarning ishlatilishi.
Biz ikki cho`lg`amli transformatorlarning ish printsipini ko`rdik. Umuman olganda radiotexnikada turli kuchlanishlarni hosil qiluvchi 4-5 cho`lg`amli transformatorlar ham mavjud.
Bitta cho`lg`amdan iborat transformatorlarga avtotransformatorlar deyiladi. (184-rasm). Bunda cho`lg`amning bir qismi ikkinchi cho`lg`am vazifasini o`taydi. Transformatorlar ish davomida qiziydi va shuning uchun ularni sovutish sistemalari bo`ladi. Sovutish sistemasi havo bilan ham, transformator yog`i bilan ham ishlashi mumkin.
Zamonaviy transformatorlarning quvvati 10⁹ Vt , E.YU.K. esa 750 kv gacha etadi. Bunday transformatorlar juda o`lkan bo`lib vazni yuzlab tonnani tashkil qiladi. Ularning quvvati 99% gacha etishi mumkin.