ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

108. Общие сведения о трансформаторах

В 1876 г. П. И. Яблочков предложил пользоваться трансформатором для питания свечей. В дальнейшем конструкции трансформаторов разрабатывал другой русский изобретатель, механик И. Ф. Усагин, который предложил применять трансформаторы для питания не только свечей Яблочкова, но и других потребителей электрической энергии.



Выше было указано, что трансформатор представляет собой электрический аппарат, основанный на явлении взаимоиндукции и предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения, но той же самой частоты. Простейший трансформатор имеет стальной сердечник и две обмотки, изолированные как от сердечника, так и друг от друга (фиг. 198).

Обмотка трансформатора, которая подключается к источнику напряжения, называется первичной обмоткой, а та обмотка, к которой подключаются потребители (лампы накаливания, электродвигатели, нагревательные приборы и т. д.) или линии передачи, ведущие к потребителям, называется вторичной обмоткой.

Переменный ток, проходя по первичной обмотке, создает переменный магнитный поток, который сцепляется с витками вторичной обмотки и наводит в них э. д. с.

Так как магнитный поток переменный, то индуктированная э. д. с. во вторичной обмотке трансформатора также переменная и частота ее равна частоте тока в первичной обмотке.

Переменный магнитный поток, проходящий по сердечнику трансформатора, пересекает не только вторичную обмотку, но и первичную обмотку трансформатора. Поэтому в первичной обмотке также будет индуктироваться э. д. с.

Величины э. д. с, индуктирующихся в обмотках трансформатора, зависят от частоты переменного тока, числа витков каждой обмотки и величины магнитного потока в сердечнике, т. е. . При определенной частоте и неизменном магнитном потоке величина э. д. с. каждой обмотки зависит только от числа витков этой обмотки. Эту зависимость между величинами э. д. с. и числами витков обмоток трансформатора можно выразить формулой:



Вольтметры V1 и V2, включенные к зажимам первичной и вторичной обмоток (фиг. 198), покажут нам напряжения U1и U2 этих обмоток.

Если обозначить напряжение вторичной обмотки при холостом ходе через U2, то для трансформаторов обычной конструкции при холостом ходе можно написать .

Однако практически разница между э. д. с. и напряжениями так мала, что зависимость между напряжениями и числами витков обеих обмоток можно выразить формулой:



Из этой формулы видно, что во сколько раз число витков в первичной обмотке больше (или меньше) числа витков вторичной обмотки, во столько же раз напряжение первичной обмотки больше (или меньше) напряжения вторичной обмотки.

Разница между э. д. с. и напряжением в первичной обмотке трансформатора становится особенно малой тогда, когда вторичная обмотка разомкнута и ток в ней равен нулю (холостая работа), а в первичной обмотке протекает только небольшой ток, называемый током холостого хода. При этом напряжение на зажимах вторичной обмотки равно наводимой в ней э. д. с.

Число, показывающее, во сколько раз напряжение в первичной обмотке больше (или меньше) напряжения во вторичной обмотке, называется коэффициентом трансформации трансформаторам обозначается буквой



Номинальное напряжение обмоток высшего и низшего напряжений, указанное на заводском щитке трансформатора, относится к режиму холостого хода.

Номинальные токи обмоток принимаются равными частным от деления номинальной мощности трансформатора на соответствующие номинальные напряжения.

Пример 1. Имеется трансформатор, первичная обмотка которого включена в сеть 6600 в, а на зажимах вторичной обмотки напряжение равно 230 в. Определить коэффициент трансформации.

В паспорте каждого трансформатора всегда даны номинальные напряжения обеих обмоток, относящиеся к режиму холостого хода. Поэтому коэффициент трансформации можно легко определить.

Коэффициент трансформации можно определить и опытным путем. Для этого нужно (соблюдая правила техники безопасности, чтобы не попасть под высокое напряжение) включить вольтметры к зажимам первичной и вторичной обмоток трансформатора и разомкнуть цепь вторичной обмотки, обеспечив тем самым холостую работу трансформатора. После этого показание вольтметра первичной обмотки следует разделить на показание вольтметра вторичной обмотки.

Пример 2. Первичная обмотка трансформатора включена в сеть напряжением 10 000 в; на зажимах вторичной обмотки напряжение равно 100 в. Определить коэффициент трансформации трансформатора и число витков вторичной обмотки, если число витков первичной обмотки равно 21 000.

Коэффициент трансформации

В рассмотренных нами примерах трансформаторы служили для понижения напряжения. Такие трансформаторы называются понижающими, и коэффициент трансформации у них больше единицы.

Пример 3. Возьмем тот же трансформатор, что и в предыдущем примере. Если на зажимы обмотки, имеющей число витков 21 000, подать не 10 000 в, как было в предыдущем примере, а, например, 9900 в, то так как во вторичной обмотке 210 витков, т. е. в 100 раз меньше, чем в первичном обмотке, вторичное напряжение будет также в 100 раз меньше первичного напряжении. Подставив в формулу

Из рассмотренного примера можно сделать вывод, что уменьшение напряжения в первичной обмотке сопровождается уменьшением напряжения во вторичной обмотке трансформатора.

Пример 4. Если в том же трансформаторе, который мы брали в двух предыдущих примерах, обмотку с числом витков 210 переключить, например, на напряжение 100 в, то эта обмотка теперь будет называться первичной обмоткой. Во вторичной обмотке с числом витков 21 000 напряжение будет в 100 раз больше, т. е. 10000 в.

Коэффициент трансформации трансформатора будет:

Трансформатор, рассмотренный в последнем примере, служит для повышения напряжения. Такие трансформаторы называются повышающими, и коэффициент трансформации у них меньше единицы.

До сих пор мы исходили из предположения, что магнитный поток трансформатора целиком замыкается через сердечник. В действительности дело обстоит несколько иначе. Большая часть магнитных потоков, создаваемых первичной и вторичной обмотками трансформатора, замыкается через сердечник, другая— меньшая часть — в виде потоков рассеяния ФS1, и Ф S2 замыкается вокруг отдельных витков через воздух (фиг. 199). Здесь первичная и вторичная обмотки для наглядности расположены на различных стержнях. В действительности же для уменьшения потоков рассеяния, а следовательно ФS1, и Ф S2 обмотки помещают на обоих стержнях.

5 Апрель, 2009              21477              ]]>Печать]]>
1 / 5 ( Отлично )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Дva plus trи ? (цифрой)

Вверх страницы