10
(2.13)
Ал i1 және i2 токтары бар өзара байланысқан екi контур арасындағы
электродинамикалық күш:
(2.14)
3 дәріс. Электрлі құрылғылардың қызуы
Д
әрicтi
ң мақсаты: ток
өткізгіштерлердi
ң қызуларының физикалық
мағынасын, жылу беру түрлерін, электр аппараттардың жұмыс істеу
режимдеріне байланысты қызуларын зерделеу.
Электрлі аппараттар – бірі электр өткізгіштері, екіншісі магнит
ағынының өткізгіштері, енді бірі электрлік оқшаулауға қызмет ететін көптеген
элементтерден тұратын күрделі электртехникалық қондырғы болып табылады.
Кейбір элементтері басқа түйіндер мен блоктарға энергия бере отырып
кеңістікте араласып кетуі мүмкін. Аппаратттың үлкен бөлігінің жұмысы
энергияны бір түрден екінші түрге айналдыруға арналған. Сонымен қатар
бізге энергияның жылуға айналып, жоқ болатыны белгілі. Жылулық энергия
аппарат температурасын қыздыруға шығындалып, аз мөлшерде қоршаған
ортаға беріледі.
Температура жоғарылаған кезде өткізкіштердің оқшаулағышы тозады
және олардың механикалық беріктігі азаяды. Мысалға алатын болсақ белгілі
бір типті оқшауландырғыштың берілген шекті температурасынан 8 градус
цельсийден ұзақ уақыт асып кетсе, онда оның жұмыс істеу уақыты 2 есеге
азаяды. Мыстың температурасы 100 ден 250°С- ге өзгерсе, оның механикалық
төзімділігі 40 %-ға азаяды. Қоса айта кететін тағы бір жай ол, қысқа
тұйықталу кезінде, яғни температура өзінің шекті мәніне жеткенде (200-
300°С), ток өткізуші бөліктері электрдинамикалық үлкен күштердің әсерінде
болады. Түйіспелі жалғаулардың да жұмысы температураға тікелей тәуелді.
Ток өткізуші бөліктердің қызуы мен аппараттың оқшаулануы оның
сенімділігін сипаттайтын бірден-бір фактор. Сол себептен де аппарат
бөліктерінің температурасы барлық мүмкін болатын жұмыс режимінде оның
ұзақ жұмыс істеуіне кедергі келтіретін мәнге жетпеуі керек.
Электр өткізгіштен ток жүрген кезде Р қуаты пайда болады және ол
тұрақты ток көзі І үшін бірлік уақыт мезетінде анықталады:
P=I
2
·R, (3.1)
мұндағы R – ұзындығы ℓ және көлденең қимасының ауданы S болатын
активті кедергі
11
Тұрақты ток болған кезде R электрлі кедергіге тең және
R=ρ·ℓ/S. (3.2)
мұндағы ℓ – жеке кедергі.
Айнымалы токта тұрақты токқа қарағанда шығын көбірек болады. Бұл
шығынның артуы беттік кедергі мен жақындастық әсерінің болуымен
түсіндіріледі және есептеу барысында қосымша шығын коэффициенті k
қ
арқылы ескеріледі. Мұндағы k
п
беттік кедергі коэффициенті, ал k
б
жақындастық әсері коэффициненті.
K
қ
= k
б
+ k
ж
. (3.3)
Электртехниканың теориялық негіздері курсынан бізге, беттік кедергі
әсері деп, айнымалы ток тығыздығының өткізгіштің көлденең қимасының
бойымен дұрыс таралмауы, ал жақындастық әсері деп, бір-біріне жақын
тұрған өткізкіштердің әсерінен айнымалы ток тығыздығының дұрыс
таралмауы аталатыны белгілі. Ток тығыздығынің біркелкі таралмауы қуаттың
қосымша шығынына әкеліп соғады. Сонымен қатар ферромагнетиктерде
магниттік емес өткізкіштерге қарағанда жоғарыда айтылған құбылыс
күштірек жүретіндігін ескеру керек. Электрлі қондырғының ферромагнитті
ток өткізбейтін, айнымалы магнит өрісінде орналасқан бөліктерінде де жылу
көздері бар. Бұл құбылыс магнит ағыны қондырғының ферромагнитті
бөліктерін кесіп өткендегі айнымалы ток әсерінен пайда болатын құйынды
өріспен түсіндіріледі.
Егер магнитті өткізгіш беттік электртехникалық болаттан жасалса, онда
оның қуат шығыны толық болаттан жасалған өткізгішке қарағанда едәуір
азырақ болып келеді. Электрлі доға электрлі тізбектерді коммутациялауға
арналған электрмеханикалық аппараттардың қуатты жылу көзі болып
табылады. Коммутациялау мен механикалық қуатты беруге арналған
электрмагнитті муфталарда, үйкеліске кеткен шығын барлық шығын
мөлшерінің көп бөлігін алады.
Жылу беру түрлері.
Жылу әрқашанда қызған денеден суығыраққа денеге температуралары
өзара теңескенше беріледі. Қызған дене температурасы жоғары болған сайын
жылу берілу жылдамдығы жоғары болады. Жылудың кеңістікте таралуының
негізгі үш түрі бар: жылуөткізгіштік, жылулық сәулелену және конвекция.
Жылу өткізгіштік – әртүрлі температураға ие бөлшектер мен денелердің
жанасқан кездегі жылулық энергия алмасуы. Ортаның жылуөткізгіштік
қасиеті жылуөткізгіштік коэффициентімен сипатталады.
Жылулық сәулелену – электрмагнитті толқындардың сәулелену
жолымен дененің ішкі энергиясының таралуы. Кешенді процестердің
энергияны өзара сәулелендіру, жұту, шағылыстыру және өткізу
жылуалмасымды сәулелену деп аталады. Бұл процесс әртүрлі ұзындықтағы
электрмагнитті толқын тербелістерінің әсерінен болады. Жылу энергиясын ең
