Вынужденные колебания. Переменный ток. Явление резонанса, страница 16

Приблизительно равны и амплитудные значения этих величин и,  следовательно, их действующие значения

          Вторичная обмотка трансформатора по отношению к цепи потребителей электроэнергии является источником тока, и при разомкнутой цепи напряжение   на зажимах этой обмотки равно ЭДС:

Найдем отношение напряжений U1/U2

где – k постоянная величина, называемая коэффициентом трансформации.

          Рассмотрим теперь случай нагруженного трансформатора. Пусть к зажимам вторичной обмотки присоединены потребители электроэнергии. В цепи вторичной обмотки при этом под действием индукционного электрического поля течет переменный ток. Если пренебречь потерями энергии в трансформаторе (обычно они не велики) на нагрев обмоток и перемагничивание магнитопровода, то по закону сохранения энергии можно считать, что энергия, потребляемая от сети первичной обмоткой, равна энергии, которую потребители получают от вторичной обмотки. Принимая, что в цепи каждой из  обмоток   , можно для мощностей записать:

или

Отсюда видно, что наряду с трансформацией напряжения происходит также изменение силы тока: повышающий трансформатор уменьшает силу тока, а понижающий её увеличивает.

 Коэффициент полезного действия современных мощных трансформаторов равен 94-99%.

Трансформатор был изобретен П.Н.Яблочковым(1876г.) и независимо от него И.Ф.Усатиным (1882г.).

16 Выпрямление переменного тока

         Для многих областей техники (электрометаллургия, электрохимия, радиотехника, городской электротранспорт и некоторые другие)  необходим постоянный ток. В настоящее время постоянный ток в основном получается путем выпрямления переменного тока.

          Любая выпрямительная установка непременно содержит трансформатор, дающий переменный ток нужного напряжения и выпрямительные элементы- вентили, пропускающие ток только в нужном направлении.

          Трансформатор в простейшем выпрямителе имеет одну вторичную обмотку. Между нагрузкой и вторичной обмоткой трансформатора включается вентиль, пропускающий ток только в одном направлении. В силу этого через нагрузку проходит ток только в течение тех полупериодов, когда направление тока совпадает с пропускным направлением вентиля; в течение других полупериодов ток не проходит. Такое выпрямление называется однополупериодным и применяется редко, так как после выпрямления ток и напряжение получаются сильно пульсирующими. Выпрямитель на двух полупроводниковых вентилях.

          Трансформатор для двухполупериодного выпрямителя имеет две одинаковые вторичные обмотки, соединенные между собой. От точки соединения обмоток сделан вывод. В течение первой половины периода ток к нагрузке проходит только  с обмотки. С обмотки же ток к нагрузке не проходит, так как вентиль    включен в не пропускном направлении. В течение второго полупериода ток к нагрузке поступает с обмотки, а ток с обмотки   пройти не может. В результате ток через нагрузку протекает всегда в одном направлении. Однако сила тока «пульсирует», изменяясь  от нуля до максимального значения до нуля. Для сглаживания пульсаций параллельно нагрузке включают конденсатор большой емкости. В течение части периода конденсатор заряжается, а затем разряжается через нагрузку; при этом он благодаря большой электроемкости не успевает полностью разрядиться. Таким образом происходит сглаживание пульсаций напряжения и силы тока. Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсации.

17 Устройство и действие асинхронного двигателя переменного тока

Вы уже знаете, что одним из достоинств переменного тока, обеспечившим его широкое применение, является простота преобразования напряжения. Другим важным достоинством переменного тока является простота и надежность преобразования его энергии в механическую. В настоящее время двигатели переменного тока мощностью от нескольких микроватт до десятков тысяч киловатт. Наибольшее распространение получили изобретенные в конце прошлого столетия Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским асинхронные двигатели.