Назначение. Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени

Политехнический институт имени Серго Орджоникидзе

Трансформаторы

И электрические машины

конспект лекций по курсу общей электротехники

Новочеркасск 2007

Трансформаторы

Назначение

Трансформаторы служат для преобразования переменных напряжений и токов. Конкретные назначения и типы трансформаторов очень разнообразны. В энергетике трансформаторы применяются для повышения синусоидальных напряжений в начале и понижения их в конце линий электропередач. Это позволяет многократно уменьшить потери энергии в линиях.

Устройство

Трансформатор представляет собой несколько магнитно связанных катушек индуктивности, которые имеют общий сердечник из стальных пластин или феррита. Одна или несколько обмоток подключаются к источникам питания. Эти обмотки называются первичными. Другие обмотки подключаются к элементам нагрузки и называются вторичными. Стальные сердечники набирают из отдельных пластин, чтобы уменьшить нагревание и потери энергии от вихревых токов, возникающих вследствие изменения магнитного поля.

Принцип действия

Токи первичных обмоток создают магнитное поле в сердечнике и компенсируют размагничивающее действие токов вторичных обмоток. Переменное магнитное поле в сердечнике по закону электромагнитной индукции создает на вторичных обмотках напряжение, которое питает нагрузку. Сердечник служит для усиления магнитного поля.

Дополнительные пояснения (на экзамен не выносятся)

Первичную обмотку подключим к источнику напряжения. Вначале рассмотрим режим холостого хода, то есть работу трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке. Согласно закону полного тока, ток первичной обмотки создает в сердечнике магнитное поле. Согласно закону электромагнитной индукции, изменение этого поля во времени превращает обе обмотки в источники ЭДС, причем ЭДС первичной обмотки направлена противоположно ЭДС источника и почти полностью ее компенсирует. Это приводит к тому, что ток холостого хода составляет лишь несколько процентов от номинального. В этом режиме трансформатор представляет собой просто катушку индуктивности с большим индуктивным сопротивлением.

Если вторичную обмотку подключить к сопротивлению нагрузки, то в ней появится ток. Он ослабит магнитное поле в сердечнике, но это приведет к уменьшению ЭДС первичной обмотки и вследствие этого к увеличению ее тока. Это увеличение компенсирует магнитное действие вторичной обмотки, и магнитное поле в сердечнике останется почти таким же, как в режиме холостого хода.

---

Дата добавления: 2015-07-17