Устройство и принцип действия
Однофазный трансформатор обычно имеет две магнитосвязанные обмотки с числом витков w1 и w2, помещенные для усиления магнитной связи на стальном, замкнутом магнитопроводе – сердечнике. Сердечник для уменьшения потерь энергии от вихревых токов набирается из тонких изолированных друг от друга листов электротехнической стали.
Обмотка, к которой подводится энергия от источника – первичная обмотка.
Обмотка, от которой энергия отдается потребителю – вторичная обмотка.
Первичная и вторичная обмотки трансформатора электрически не связаны между собой. При этом, энергия от первичной обмотки передается вторичной посредством магнитного потока, связывающего обмотки.
б)
Рис.6.1.
Если напряжение вторичной обмотки меньше напряжения первичной – трансформатор понижающий, в обратном случае – трансформатор повышающий.
Коэффициент трансформации:
n=w1/w2 ~ U1/U2
Для понижающего трансформатора w1 > w2 .
Для повышающего трансформатора w1 < w2 .
Принцип действия:
К первичной обмотке приложено напряжение ==> по первичной обмотке начинает протекать переменный ток ==> создающий переменную магнитодвижущую силу (м.д.с.) i1∙w1 ==> которая в свою очередь создает переменный магнитный поток, пронизывающий (помимо первичной) вторичную обмотку ==> поток, сцепленный со вторичной обмоткой индуцирует в ней э.д.с. согласно закону электромагнитной индукции ==> при подключении нагрузки ко вторичной обмотке по ней начнет протекать переменный ток.
Таким образом, при подключении первичной обмотки к источнику переменного тока на вторичной обмотке индуцируется переменная э.д.с. и вторичная обмотка становится источником питания, к которой можно подключить какой-либо электроприемник.
Трансформаторы широко применяются при передаче электроэнергии. Чем выше напряжение, тем при той же передаваемой мощности будет меньше значение тока и тем меньше получается требуемое сечение проводов линии передачи.
Рис.6.2. Схема передачи электрической энергии
Основные характеристики трансформатора, указываемые в паспортных данных - номинальные значения:
- полной мощности в В∙А;
- напряжений и токов первичной и вторичной обмоток;
- частота тока;
- КПД.
Виды потерь в трансформаторе:
- электрические (потери в обмотках);
- магнитные (потери в магнитопроводе).