|
|
|
£/,=" |
194
Рис. 135. Различное расположение обмоток трансформатора
Таким образом, при разомкнутой вторичной обмотке напряжение на ней пропорционально напряжению на первичной обмотке. В зависимости от числа витков U2может быть как больше (трансформатор повышающий), так и меньше (трансформатор понижающий) (/,. Тип трансформатора определяется коэффициентом трансформации, который равен отношению числа витков в первичной катушке к числу витков во вторичной:
При холостом ходу отношение абсолютных значений напряжений на концах первичной и вторичной обмоток трансформатора равно коэффициенту трансформации:
Как видно из формулы, при k>\ трансформатор будет понижающим, а при £<1 — повышающим.
195
|
|
Включение во вторичную цепь нагрузки приводит к появлению в ней тока. Магнитный поток, создаваемый током во вторичной обмотке, согласно правилу Ленца стремится уменьшить магнитный поток через витки первичной обмотки. При этом увеличивается ток в первичной обмотке, и, следовательно, возрастает потребляемая от внешней цепи мощность. Таким образом, мощность, выделяемая во вторичной цепи трансформатора, передается от источника тока, подключенного к его первичной обмотке.
Рабочим режимом (ходом) трансформатора называется режим, при котором в цепь его вторичной обмотки включена нагрузка с отличным от нуля сопротивлением.
Режимом короткого замыкания называется режим, при котором вторичная обмотка трансформатора замкнута без нагрузки. Данный режим опасен для трансформатора, поскольку в этом случае ток во вторичной обмотке максимален и происходит электрическая и тепловая перегрузка системы.
При работе реального трансформатора всегда имеются энергетические потери, связанные с различными физическими процессами. В первую очередь они обусловлены вихревыми токами (токами Фуко), возникающими в массивном проводнике при изменении пронизывающего его магнитного потока. В соответствии с законом Джоуля — Ленца вихревые токи нагревают проводники, в которых они возникают, что приводит к большим потерям энергии. Для их уменьшения сердечники трансформаторов (магнитопроводы) изготавливают не из сплошного куска металла, а из тонких пластин, разделенных тончайшими слоями диэлектрика.
Отметим другие процессы, приводящие к потерям энергии в трансформаторе:
выделение тепла в обмотках трансформатора;
работа по перемагничиванию сердечника;
рассеяние магнитного потока.
Современные трансформаторы имеют рекордно высокие КПД (95—99,5%), что позволяет им работать практически без потерь.
^ 1. Опишитеустройствопростейшеготрансформатора.
2. Накакомявленииоснованпринципдействиятрансформа тора?
3. Каксвязанымеждусобойнапряжениянавходеивыходе трансформатора?
4. Будетлиработатьтрансформатор, еслиеговключить вцепьпостоянноготока?
196
5. Какойрежимработытрансформатораназываетсяхоло стымходом?
6. Чтоназываюткоэффициентомтрансформации?
7. Чтотакоерабочийрежимтрансформатора?
8. КакопределяютКПДтрансформатора?
9.Какиминеоспоримымипреимуществамипереддругимивидамиэнер гииобладаетэлектрическаяэнергия?
10. Чтотакоережимкороткогозамыканиятрансформатора?
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Первичнаяобмоткатрансформатораимеетп, = 2,4'10 витков. Скольковитковп2должнаиметьвторичнаяобмотка, чтобы принапряженииназажимахU2=11 Впередаватьвовнешнюю цепьмощностьР2 = 22 Вт? Сопротивлениевторичнойобмотки г = 0,20 Ом. НапряжениевсетиUr = 380 В.
Решение. Запишем коэффициент трансформации:
где Wiи ^2 — ЭДС соответственно в первичной и вторичной обмотках. Пренебрегая активным сопротивлением первичной обмотки, имеем
*, = */„
а по закону Ома для вторичной обмотки трансформатора где ^2. ^2 — действующие значения ЭДС и силы тока во вторичной обмотке, R2 — сопротивление нагрузки. Мощность, передаваемая во внешнюю цепь,
р Откуда /2 = тг» следовательно, ЭДС во вторичной обмотке будет
Г.
Подставляя выражения для «Г, и ^2 в формулу для коэффициента трансформации, получим
197
Число витков во вторичной обмотке
|
— 12,. |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
