Принцип действия трансформаторов

ТРАНСФОРМАТОРЫ

Назначение и области применения трансформаторов

Трансформатором называют статическое электро­магнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электро­магнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.

В зависимости от назначения трансформаторы разделяют на:

• силовые трансформаторы общего на­значения (применяются в линиях передачи и распределения электроэнергии, а также в различных электро­устройствах для получения требуемого напряжения);
• трансформаторы специального назна­чения (печные и сварочные трансформа­торы, трансформаторы для устройств автоматики, испытательные и измерительные трансформаторы и т. д.

Принцип действия трансформаторов

Однофазный трансформатор состоит из магнитопровода (сердечника), выполненного из ферромагнитного материала (обычно листовая электротехническая сталь), и двух обмоток, расположенных на стержнях магнитопровода (рис. 1.1, а). Одна из обмоток (первичная) присоединена к источ­нику переменного тока Г на напряжение U1.

К другой обмотке (вторичной), подключен потребитель Zн. Первичная и вторичная обмотки трансформатора не имеют электрической связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передается электромагнитным путем. Магнитопровод, на кото­ром расположены эти обмотки, служит для усиления индуктив­ной связи между обмотками.

Действие трансформатора основано на явлении электромаг­нитной индукции: При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает пере­менный ток i1, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь в магнитопроводе, этот поток сцепляется с обеими обмотками (первичной и вторичной) и инду­цирует в них ЭДС:

в первичной обмотке ЭДС самоиндукции

e1 = —w1 {di /dt), (1.1)

во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции

e2=—w2{di/dt), (1.2)

где w1 и w2 — число витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

При подключении нагрузки Zн к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием ЭДС е2 в цепи этой обмотки создается ток i2, а на выводах вторичной обмотки устанавлива­ется напряжение U2.

В повышающих трансформаторах U2>U1, а в понижающих U2<U1.

Обмотку трансформатора, подключенную к сети с более высо­ким напряжением, называют обмоткой высшего напряжения (ВН); обмотку, присоединенную к сети меньшего напряжения, — обмоткой низшего напряжения (НН).

На рис. 1.1,6 показано изображение однофазного трансфор­матора на принципиальных электрических схемах.

Трансформаторы обладают свойством обратимости, один и тот же трансформатор можно использовать в качестве повы­шающего и понижающего. Но обычно трансформатор имеет определенное назначение: либо он повышающий, либо — пони­жающий.

Если первичную обмотку трансформатора подключить к источнику постоянного тока, то магнитный поток в магнитопроводе трансформатора также будет постоянным как по величине, так и по направлению, поэтому в обмотках трансформатора не будет наво­диться ЭДС, а следовательно, электроэнергия из первичной цепи не будет передаваться во вторичную.

Классифиция трансформаторов:

Поиск по сайту: