Трансформаторы. Устройство и назначение трансформатора.

Трансформа́тор (преобразовывать) — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток. Трансформатор предназначен для преобразования переменного тока посредством электромагнитной индукции.

Трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных на магнитопровод- (сердечник) из магнитопроводящего материала. Различают броневые и стержневые трансформаторы. Броневые –заключают обмотку внутри себя. Стержневые заключают магнитопровод внутри обмотки. При подаче переменного тока на одну из обмоток трансформатора во второй возникнет аналогичный переменный ток такой же частоты. Напряжение и ток во вторичной обмотке зависит от коэффициента трансформации К. Коэффициент трансформации наиважнейшая характеристика трансформатора.

Где: N₁ и N₂ количество витков первичной и вторичной обмотки соответственно.

Повышающие и понижающие трансформаторы применяют для повышения напряжения тока с целью передачи его по проводам ЛЭП на значительные расстояния и последующего понижения напряжения для питания потребителей.

Трансформатор является неотъемлемой частью блоков питания. В блоках питания трансформатор преобразует высокое напряжение сети до требуемого напряжения, которым питаются потребители.

Устройство машин постоянного тока. Электрические машины постоянного тока предназначены для преобразования механической энергии в электрическую - это генераторы, а электрическую в механическую - двигатели. Электромашины постоянного тока применяются там, где требуется широкое регулирование скорости. Машина имеет неподвижную и вращающуюся части. Неподвижная часть является индуктирующей, т.е. создающей магнитное поле, а вращающаяся – индуктируемой.

Неподвижная часть машины состоит из полюсов и станины. Полюс представляет собой электромагнит, создающий магнитное поле. Полюса крепятся на станине болтами. Обмотка полюса намотана из изолированного медного провода. Обмотки всех полюсов соединяются последовательно. На станине кроме полюсов крепятся щиты с подшипниками, удерживающие вал машины. Вращающаяся часть машины (якорь) состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник якоря – цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. Эти листы изолированы друг от друга лаком для уменьшения потерь на вихревые токи. Обмотка якоря выполняется из медного изолированного провода или медных стержней, и укладываются в пазы якоря. Все секции обмотки соединяются между собой последовательно, образуя замкнутую цепь и подключаются к коллекторным пластинам. Для подачи тока в обмотку якоря используются щетки. Через щетки и пластины коллектора ток пойдет через одну и секций обмотки якоря. Обмотка притянется под действием магнитного поля к одному из полюсов индуктора повернув якорь на некоторый угол. Повернувшись якорь подставит щеткам другие пластины коллектора и ток пойдет уже по другой секции обмотки. Процесс повторится. Так якорь будет вращаться. Если же наоборот вращать якорь, то в секциях обмотки якоря будет индуцироваться ток. Такая машина будет называться генератором.

Электрические схемы.

Электрической схемой называется графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов, и показывающее соединения этих элементов.
В зависимости от назначения применяется 4 вида схем:

1. Структурная схема - определяет основные функциональные части прибора или установки, назначение и взаимосвязи функциональных частей. Этой схемой пользуются в эксплуатации для общего ознакомления с прибором или электроустановкой.

2. Функциональная схема - разъясняет процессы в отдельных функциональных цепях прибора или установки. Ею пользуются при изучении принципа работы, а так же при наладке и ремонте.

3. Принципиальная схема - определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о работе прибора или установки. Эта схема служит основой для разработки схем соединений и подключений, так называемой монтажной схемы.

4. Монтажная схема или схема соединений и подключений показывает соединения составных частей прибора или установки и определяет провода, жгуты и кабели, которыми осуществляются эти соединения. Она также показывает внешние подключения и используется при монтаже, наладке, ремонте и эксплуатации.

Принципиальные схемы выполняют совмещенными и разнесенными. При совмещенном способе составные части элементов изображают на схеме вблизи друг от друга.
При разнесенном способе элементы располагают в разных местах схемы или на разных листах таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены более наглядно. На принципиальных схемах для изображения отдельных элементов применяют условные графические обозначения, которые для облегчения их запоминания содержат наиболее характерные особенности этих элементов. Условные графические изображения стандартизированы. Контакты всех аппаратов изображаются в нормальном положении, то есть в таком, когда на аппарат не производится внешних воздействий, для электромагнитного аппарата - подача питания на его катушку, для кнопки с пружиной - нажатие ее и так далее. В соответствии с этим все контакты разделяются на нормально открытые (н.о) или замыкающие (з) и нормально закрытые (н.з) или размыкающие (р).Каждый аппарат в схеме должен иметь условное, только ему присущее, буквенно-цифровое обозначение.

Для полного понимания происходящих в цепи процессов необходимо уметь правильно читать электрические схемы. Для этого необходимо знать условные обозначения. С 1986 года вступил в силу стандарт, который во многом убрал разночтения в обозначениях, имеющиеся между европейскими и российскими ГОСТами.

В электрических схемах встречаются два вида обозначений: графические и буквенные.
Буквенные коды наиболее распространенных видов элементов представлены в таблице:

БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ.

A	Устройства	Усилители, приборы телеуправления, лазеры…
B	Преобразователи неэлектрических величин в электрические и наоборот (кроме источников питания), датчики	Громкоговорители, микрофоны, чувствительные термоэлектрические элементы, детекторы ионизирующих излучений, сельсины.
C	Конденсаторы.
D	Интегральные микросхемы, микросборки.	Устройства памяти, логические элементы.
E	Разные элементы.	Осветительные устройства, нагревательные элементы.
F	Разрядники, предохранители, защитные устройства.	Элементы защиты по току и напряжению, плавкие предохранители.
G	Генераторы, источники питания.	Батареи, аккумуляторы, электрохимические и электротермические источники.
H	Индикационные и сигнальные устройства.	Приборы звуковой и световой сигнализации, индикаторы.
K	Реле контакторы, пускатели.	Реле токовые и напряжения, тепловые, времени, магнитные пускатели.
L	Катушки индуктивности, дроссели.	Дроссели люминесцентного освещения.
M	Двигатели.	Двигатели постоянного и переменного тока.
P	Приборы, измерительное оборудование.	Показывающие и регистрирующие и измерительные приборы, счетчики, часы.
Q	Выключатели и разъединители в силовых схемах.	Разъединители, короткозамыкатели, автоматические выключатели (силовые)
R	Резисторы.	Переменные резисторы, потенциометры, варисторы, терморезисторы.
S	Коммутационные устройства в цепях управления, сигнализации и измерительных.	Выключатели, переключатели, выключатели, срабатывающие от различных воздействий.
T	Трансформаторы, автотрансформаторы.	Трансформаторы тока и напряжения, стабилизаторы.
U	Преобразователи электрических величин.	Модуляторы, демодуляторы, выпрямители, инверторы, преобразователи частоты.
V	Электровакуумные, полупроводниковые приборы.	Электронные лампы, диоды, транзисторы, диоды, тиристоры, стабилитроны.
W	Линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны.	Волноводы, диполи, антенны.
X	Контактные соединения.	Штыри, гнезда, разборные соединения, токосъемники.
Y	Механические устройства.	Электромагнитные муфты, тормоза, патроны.
Z	Оконечные устройства, фильтры, ограничители.	Линии моделирования, кварцевые фильтры.

Условные графические обозначения представлены в таблицах. Провода на схемах обозначаются прямыми линиями.
Одним из основных требований при составлении схем является простота их восприятия.