U. T. Berdiev

4-Bob. Simmetrik yuklama ulangan transformatordagi elektromagnit jarayonlar
4.1§. Lyens qoidasi, yuklama ulangan transformatorning muvozanat tenglamalari
Agar transformatorning ikkilamchi chulg‘amiga yuklama (Z_yu) ulansa (3.1-rasmda kalit «K» ulangan hol), EYuK E₂ ta’sirida shu chulg‘amdan I₂ tok o‘tib, MYuK I₂w₂ ni vujudga keltiradi. Bu MYuK asosiy magnit oqimga aks ta’sir qilishdan tashqari kuch chiziqlari nomagnit yo‘llar orqali faqat shu chulg‘am o‘ramlari bilan ilashadigan tarqoq magnit oqim F_2 ni ham hosil qiladi. Ikkilamchi chulg‘am MYuK I₂w₂ ning asosiy magnit oqimga ko‘rsatadigan ta’sirini Lens qoidasi yordamida tushuntirish mumkin.
Lyens qoidasining ta’rifi: «O‘zgarayotgan magnit oqim ilashgan berk o‘tkazuvchi kontur (zanjir)da shunday yo‘nalishdagi EYuK hosil bo‘ladiki, uning vujudga keltirgan toki va u bilan bog‘liq bo‘lgan mexanik kuchlar magnit oqimning o‘zgarishiga aks ta’sir qiladi».
Demak, agar ikkilamchi chulg‘amga aktiv-induktiv yuklama ulansa, undan o‘tayotgan tokning reaktiv tashkil etuvchisi I_2r vujudga keltirgan MYuK I_2rw₂ transformatorning birlamchi chulg‘am MYuK I₀w₁ ga teskari yo‘nalgan bo‘lib, asosiy magnit oqim F ni kamaytirishga, aktiv-sig‘imiy yuklamada esa I₀w₁ ga mos yo‘nalgan bo‘lib, asosiy magnit oqimni oshirishga intiladi. Aktiv-induktiv yuklamada natijaviy oqimning kamayishi birlamchi chulg‘amda EYuK E₁ ning kamayishiga olib keladi. Natijada, elektr tarmog‘ining kuchlanishi U₁ U_1N const bo‘lganligidan U₁­–E₁= E tufayli hosil bo‘lgan birlamchi chulg‘amdagi tokning qiymati I₀ dan I₁ gacha, ya’ni yuklama tokining magnitsizlovchi ta’siri to‘la kompensatsiya bo‘lgunga qadar oshishiga sababchi bo‘ladi va natijada transformatordagi magnit oqim o‘zining dastlabki qiymatiga taxminan tenglashadi. Shunday qilib, ikkilamchi chulg‘amiga yuklama ulangan tranformatorda magnit oqim F to‘la tok qonuniga binoan birlamchi va ikkilamchi chulg‘am MYuK larining birgalikdagi ta’siri tufayli yaratilib, ularning ta’sir etuvchi qiymatlarining geometrik yig‘indisi salt ishlashdagi birlamchi chulg‘am MYuK I₀w₁ ga taxminan teng bo‘ladi:
I₁w₁+I₂w₂ I₀w₁ . (4.1)
Bu ifodani transformatorning MYuK lari muvozanat tenglamasi deyiladi. Bunda: I₁w₁– yuklama ulangan transformatorning birlamchi chulg‘amida vujudga keladigan MYuK; I₂w₂ – ikkilamchi chulg‘amda hosil bo‘ladigan MYuK; I₀w₁ – salt ishlayotgan transformator birlamchi chulg‘amining MYuK.
(4.1) tenglamaning ikkala tomonini w₁ ga bo‘lamiz va I₂(w₂w₁)  I₂ belgilashdan keyin hosil bo‘lgan tenglamani quyidagicha yozamiz:
I₁ I₀ + (–I'₂). (4.2)
Bu ifoda transformatorning toklar muvozanat tenglamasidir. (4.2) dan quyidagi xulosa kelib chiqadi: transformator birlamchi chulg‘amining toki I₁ 2 ta tokning geometrik yig‘indisidan iborat ekan: 1) I₀–birlamchi chulg‘amda MYuK I₀w₁ ni hosil qilib magnit o‘tkazgichda asosiy magnit oqimni vujudga keltiradi; 2) (–I₂) – yuklama tokining ta’siri tufayli birlamchi chulg‘amdagi tok shu kattalikka oshadi va uning birlamchi chulg‘amda hosil qilgan (–I₂w₁) MYuK, Lens qoidasiga binoan ikkilamchi chulg‘am MYuK I₂w₂ ning ta’sirini kompensatsiya qiladi.
Natijaviy (asosiy) magnit oqimning maksimal qiymati F_max ni aniqlashda magnit zanjirlari uchun Om qonunidan foydalanamiz:
F_max= ( I₁w₁+ I₂w₂)/r_m. (4.3)
Magnit oqimning bu qiymatini (3.3) formuladan ham aniqlash mumkin. Bu holda (3.8) dagi U₁  E₁ ni hisobga olib quyidagiga ega bo‘lamiz:
F_max  U₁(4,44 f w₁). (4.4)
D emak, birlamchi chulg‘amga berilgan kuchlanish U₁ va uning chastotasi f =const bo‘lganda transformator magnit o‘tkazgichidagi asosiy oqim F ikkilamchi chulg‘amga ulangan yuklamaning qiymatiga bog‘liq emas ekanligi transformatorning muhim xossalaridan biridir. Birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlar elektr zanjirlari uchun EYuK va kuchlanishlar muvozanat tenglamalari tegishlicha ularning ta’sir etuvchi qiymatlari orqali quyidagicha ifodalanadi:

Kuch transformatorlarida yuklama tokining nominal va unga yaqin qiymatlarida birlamchi chulg‘amdagi kuchlanish tushishi (U₁  I₁r₁I₁x₁) nominal kuchlanish U_1N ning taxminan 25 foizidan oshmaydi. Shu sababli transformatorga yuklama ulangan rejimda ham fizik jarayonni oydinlashtirish maqsadida U₁0 deyilganda, (3.8) dagi singari U₁E₁ ga ega bo‘lamiz.

Transformatorning salt ishlashdagi MYuK I₀w₁ uning normal yuklama bilan ishlagandagi MYuK I₁w₁ ning taxminan 0,53,0 (ya’ni juda kam) foizini tashkil etganligidan (4.1) tenglikdagi I₀w₁ 0 deb qabul qilinsa, jarayonning fizik ma’nosini oydinlashtirishga imkon yaratiladi. Bunday cheklanmada chulg‘amlardagi toklar, ular vujudga keltirgan MYuK lar o‘zaro muvozanatlashadigan ravishda yo‘nalgan bo‘ladi, ya’ni
I₂ –I₁ (w₁w₂), (4.6)
bundan quyidagi nisbatni yozish mumkin:
I₁I₂  w₂w₁. (4.7)
(4.7) dan, YuK va PK chulg‘amlardagi toklar nisbati ularning o‘ramlari soni nisbatiga teskari mutanosibda bo‘lar ekan, degan xulosa kelib chiqadi. Zamonaviy kuch transformatorlarining FIK katta (  0,97 0,99) bo‘lganligidan, yuklama ulangan hol uchun fizik jarayonning mohiyatini ochish maqsadida birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlardagi elektr quvvatlarni bir-biriga tenglaganda (I₁U₁  I₂U₂) quyidagi nisbatlar tengligi kelib chiqadi:
I₁I₂  U₂U₁ , (4.8)
demak, transformatorda toklar uning kuchlanishiga teskari mutanosiblikda bo‘lar ekan.