Шпаргалка по "Электрическим машинам"

1. Электр машиналарының жұмысы қандай заңдарға негізделген?

[pic 1]

Ленц заңы: Бұл заң индукция арқылы пайда болатын токтың бағытын анықтайды. Ленц заңы бойынша, индукциялық ток магнит ағынын өзгертуге қарсы бағытталады, бұл электр машиналарында магнит өрісінің өзгеруіне байланысты жұмыстың жүзеге асуын қамтамасыз етеді.

Фарадейдің индукция заңы: Электр машинасының жұмысында индукция құбылысы маңызды рөл атқарады. Бұл заң бойынша, магнит ағынының уақыт бойынша өзгеруі электр токтарын индукциялайды. Яғни, магнит өрісі өзгергенде өткізгіштерде электр қозғалысы пайда болады. Бұл құбылыс генераторлар мен электр машиналарының жұмысында қолданылады.

Максвелл теңдеулері: Электр және магнит өрістерінің өзара әсерін сипаттайтын негізгі теңдеулер тобы. Бұл теңдеулер электр машиналарындағы өрістердің таралуын және олардың жұмысын сипаттайды.

Энергияның сақталу заңы (Первоттың заңдары): Электр машиналары энергияны бір формада (мысалы, электр энергиясы) басқа формаға (механикалық энергия) түрлендіреді. Энергияның сақталу заңы бойынша, машинада алынған механикалық жұмыс электр энергиясының шығынына тең болуы керек, тек белгілі бір тиімділікпен (қозғалтқыштардың тиімділігі) шектеледі.

2. Трансформатордың жұмыс істеу принціпі.

Трансформатордың жұмыс істеу принципі Фарадейдің индукция заңы мен Ленц заңы негізінде жұмыс істейді. Трансформатор — бұл электр энергиясын бір кернеуден екінші кернеуге ауыстыру үшін қолданылатын құрылғы. Ол айнымалы ток арқылы жұмыс істейді, себебі трансформатор айнымалы магнит өрісін пайдаланып, электр энергиясын түрлендіреді.

Трансформатордың жұмыс принципін түсіну үшін оның негізгі құрылымы мен әрекетіне тоқталайық:

Трансформатордың құрылымы:

Бастапқы орама (первичный обмотка) — бұл айнымалы токтың берілуі арқылы магнит өрісін тудыратын орама.

Екінші орама (вторичный обмотка) — магнит өрісінен индукцияланған кернеуді шығаратын орама.

Темір өзек (якорь) — екі ораманы байланыстырып, магнит ағынын бағыттайтын өткізгіш материал.

Трансформатордың жұмыс істеу принципі:

Айнымалы токтың әсері: Бастапқы орамаға айнымалы ток қосылған кезде, орамада айнымалы магнит өрісі пайда болады. Бұл өріс темір өзек арқылы екінші орамаға беріледі.

Магнит өрісі және индукция: Темір өзек арқылы өтетін магнит өрісі екінші орамада индукциялық ток тудырады. Бұл индукция Фарадейдің индукция заңымен сипатталады, яғни магнит ағынының өзгеруі арқылы екінші орамада кернеу пайда болады.

Кернеудің өзгеруі: Трансформатордың шығаратын кернеуі, оның орамаларының сан қатынасына байланысты болады. Егер бастапқы және екінші орамалардың саны әртүрлі болса, онда трансформатор кернеуді көтеріп (көтергіш трансформатор) немесе төмендетіп (түсіргіш трансформатор) береді. Бұл қатынас төмендегідей болады:

[pic 2]

3. Трансформаторда магнит өткізгіштігі не үшін керек?

Трансформаторда магнит өткізгіштігі (немесе темір өзек) маңызды рөл атқарады, себебі ол магнит өрісін тиімді өткізудің және бағыттаудың құралдары болып табылады. Трансформатордың жұмыс принципі магнит өрісінің әсеріне негізделгендіктен, магнит өткізгіштігінің негізгі қызметтері келесідей:

1. Магнит ағынын бағыттау

Темір өзек трансформатордың бастапқы және екінші орамалары арасында өтетін магнит ағынын бағыттап, оны дұрыс бағытта ұйымдастыруға көмектеседі. Магнит өткізгіштігі жоғары материалдар (мысалы, темір немесе басқа ферромагниттік материалдар) магнит ағынын басқа материалдармен салыстырғанда әлдеқайда жақсы өткізеді. Бұл өзек магнит өрісін бүкіл трансформатордың көлеміне біркелкі таратуға мүмкіндік береді.

2. Магнит өрісін күшейту

Темір өзек магнит өрісін күшейтіп, оның тиімділігін арттырады. Бұл өзек арқылы өтетін магнит өрісінің тығыздығы айтарлықтай жоғары болады, өйткені темір сияқты ферромагниттік материалдар магнит өрісін өздеріне сіңіріп, оны концентрлейді. Осылайша, бастапқы орамадан шыққан магнит өрісі екінші орамаға тиімді түрде беріледі.