Принцип на работа и подреждане на еднофазен трансформатор

Работа на еднофазен трансформатор на празен ход

В електрически трансформатори Такива електрически устройства, в които електронна енергия от AC аудио неподвижен намотка от тел е прехвърлено на друг неподвижен и съща намотка от тел не е електрически свързан с първия.

Връзка, която прехвърля енергия от една бобина в друга е магнитен поток, който се свързва с двете намотки и непрекъснато се променя по магнитуд и посока.

Фиг. 1.

На фиг. 1а показва прост трансформатор, състоящ се от две намотки I и II, разположени коаксиално един над друг. Към бобината / AC се подава от алтернатора G. Тази бобина се нарича първична намотка или първична намотка. С намотката //, наречена вторична намотка или вторична намотка, веригата е свързана с електронни приемници на енергия.

Принципът на трансформатора

Ефектът на трансформатора е следният. Когато токът преминава през първичната намотка / създава магнитно поле, нейните мощни ивици проникват не само в серпентината, която ги е създала, но и частично вторичната намотка //. Приблизителна картина на разпределението на линиите на силата, произведени от първичната намотка, е показана на фиг. 1b.

Както може да се види от фигурата, всички захранващи ленти се затварят около проводниците на намотката I, но някои от тях на фиг. 1b мощните пръти 1, 2, 3, 4 също са затворени около проводниците на намотката //. По този начин серпентината // е свързана магнитно към серпентината / посредством магнитни полеви линии.

Степента на магнитно свързване между бобини / и //, с коаксиална конструкция от тях е в зависимост от разстоянието между тях, по-нататъшното намотка един от друг, по-малко магнитно свързване между тях, за долните редове силова бобина / // зацепва с бобината.

Защото бобината / преминава, тъй като ние се предположи, променлив ток, т.е.. Д. в момента се променя с течение на времето по някакъв закон, например за задължително закона, магнитното поле, те създават, също ще варира с течение на времето от същия закон.

Например, когато токът в бобината / преминава през най-голямата стойност, тогава магнитния поток, генериран от тях, също преминава през стойност е най-голям, когато токът в бобината / преминава през нула, променя посоката си, след магнитния поток преминава през нула, и промяна на неговата посока.

В резултат на конфигурацията на тока в намотката, и двете намотки / и / са пробити от магнитен поток, непрекъснато променяйки величината и посоката си. Съгласно основния закон за електрическата индукция, при всяка промяна в магнитния поток, проникващ в бобината, в бобината се предизвиква променлива електродвижеща сила. В нашия случай електромоторната сила на самоиндукцията се индуцира в серпентината /, а в бобината // се индуцира електродвижещата сила на взаимна индукция.

Ако краищата на намотката // са свързани към верига от приемници на електронна енергия (виж фигура 1а), тогава в тази схема се появява ток, както следва, приемниците ще получат електронна енергия. Същевременно енергията, изпратена до серпентината / от генератора, е практически равна на енергията, освободена в кръга от намотката //. По този начин енергията на електрона от една серпентина ще бъде прехвърлена към схемата на втората намотка, изобщо не свързана с първата намотка по галванично (метално). Средствата за пренос на енергия в този случай са само променлив магнитен поток.

Това, показано на фиг. 1а, трансформаторът е много несъвършен, защото между първичната намотка / и вторичната намотка / / магнитното свързване е малко.

Магнитното свързване на двете намотки, като цяло, се определя от съотношението на свързването на магнитния поток и с двете намотки към куп, създадено от една намотка.

От фиг. 1b, че само част от захранващите линии на намотката / се затваря около серпентината //. Другата част от линиите на сила (на фиг. 1b - лентите 6, 7, 8) е затворена само около намотката /. Тези захранващи ленти в предаването на електронна енергия от първата серпентина към втората не участват изобщо, те формират така нареченото поле на разсейване.

За да се увеличи магнитното свързване между първичната и вторичната намотка и незабавно да се намали магнитното съпротивление за преминаване на магнитния поток, намотките на технически трансформатори се поставят върху напълно затворени стоманени сърца.

Първият пример на трансформатори е показан схематично на фиг. 2 еднофазен трансформатор на така наречения тип пръчка. Неговите първични и вторични намотки c1 и c2 са разположени върху стоманени пръти a-a, свързани към краищата от стоманени пластини b-b, наречени йоки. По този начин две пръти а, а и два вилки b, b образуват затворен стоманен пръстен, в който преминава магнитният поток, който се свързва с първичната и вторичната намотка. Този стоманен пръстен се нарича ядрото на трансформатора.

Вторият пример за трансформатори е показан схематично на фиг. 3 еднофазен трансформатор на така наречения брониран тип. В този трансформатор първичната и вторичната намотка c, състояща се от всяка от поредица от плоски намотки, се поставят върху сърцевината, образувана от 2 пръти от два стоманени пръстена а и b. Пръстените a и b, обграждащи намотките, ги покриват почти напълно като броня, тъй като описаният трансформатор се нарича броня. Магнитният поток, преминаващ вътре в намотките c, е разделен на две еднакви части, затварящи всеки в собствения си метален пръстен.

Фиг. 3

Използването на стоманени затворени магнитни вериги в трансформаторите постига значително намаляване на разсейващия поток. При такива трансформатори потоците, които зависят от първичната и вторичната намотка, са практически еднакви един с друг. Ако приемем, че първичната и вторичната намотка са проникнати от същия магнитен поток, можем да напишем изразите на базата на общия индукционен закон за моментните стойности на електромоторните сили на намотките:

В тези .vyrazheniyah W1 и W2 - броя на завъртанията на първичните и вторичните намотки, на DFT - стойност конфигурации магнитен поток проникваща намотките на елемента от време DT, тъй като тя трябва да има конфигурация магнитен скорост на потока. От последните изрази може да се получи следната връзка:

е1 / е2 = w1 / w2

т.е. секундите на електродвижещите сили, посочени в първичната и вторичната серпентина на / и / са свързани една с друга по същия начин като броя на намотките. Последното заключение е валидно не само по отношение на моментните стойности на електромобилните сили, но и по отношение на техните големи и ефективни стойности.

Електродвижещата сила, индуцирана в първичната намотка, като електродвижеща сила на самоиндукция, почти напълно балансира напрежението, приложено към същата бобина. Ако ние с E1 и U1 обозначим ефективните стойности на електродвижещата сила на първичната намотка и напрежението, приложено към нея, тогава можем да напишем:

E1 = U1

Електродвижещата сила, индуцирана във вторичната намотка, е равна, в разглеждания случай, с напрежението в краищата на тази намотка.

Ако, както и предишното, от E2 и U2 означаваме текущата стойност на електродвижещото напрежение на вторичната намотка, а напрежението в краищата си, е възможно да се напише:

Е2 = U2

Следователно, като прикрепите определено напрежение към една трансформаторна намотка, можете да получите най-малко едно напрежение в краищата на другата серпентина, е необходимо само да вземете подходящо съотношение между броя на завъртанията на тези бобини. Това е основното свойство на трансформатора.

Съотношението на броя на завъртанията на първичната намотка към броя на завъртанията на вторичната намотка се нарича съотношението на трансформация на трансформатора. Ще обозначим коефициента на трансформация с kT.

Как трябва да пиша:

E1 / E2 = U1 / U2 = w1 / w2 = kt

Трансформатор, чиято трансформация съотношение по-малко от единство се нарича повишаващ трансформатор, тъй като той вторичната намотка напрежение, или така наречената вторична захранването, повече от първичната намотка напрежение, или така наречената първична напрежение. Трансформаторът, чието трансформаторно съотношение е по-голямо от едно, се нарича трансформатор на стъпко-надолу, защото вторичното му напрежение е по-малко от първичното напрежение.

Работа на еднофазен трансформатор под товар

Когато трансформаторът е празен, магнитният поток се създава от тока на първичната намотка или по-точно от магнитомоторната сила на първичната намотка. Поради това, че магнитната верига на трансформатора е направен от желязо и затова има малко магнитно съпротивление и броя на навивките на първичната намотка се взема обикновено огромен, на празен ход, ток на трансформатора е малка, тя е 5-10% от нормалната.

Ако вторичната намотка е късо съединение до някакво съпротивление, тогава при появата на ток във вторичната намотка ще се появи и магнитомоторната сила на тази намотка.

Съгласно закона на Ленц, магнитомоторната сила на вторичната намотка действа срещу магнитомоторната сила на първичната намотка

Изглежда, че магнитният поток в този случай трябва да намалее, но ако напрежението е непроменено спрямо първичната намотка, тогава практически няма намаляване на магнитния поток.

В действителност електродвижещата сила, индуцирана в първичната намотка, когато трансформаторът е зареден, е почти равна на приложеното напрежение. Тази електродвижеща сила е пропорционална на магнитния куп. Следователно, ако първичното напрежение е постоянно високо, тогава електродвижещата сила при натоварване трябва да остане практически същата, каквато беше, когато трансформаторът беше на празен ход. Това събитие води до почти пълна постоянност на магнитния поток при всяко натоварване.

Така че, при постоянно първично напрежение, магнитният поток на трансформатора практически не се променя с конфигурацията на натоварването и може да се приеме, че е равен на магнитния букет при празен ход.

Магнитно трансформатор поток може да запази стойността му под налягане само така, че с появата на ток се увеличава и първичния ток във вторичната намотка и е такова, че разликата между Магнитна сила или ампернавивките на първични и вторични намотки е по същество равна на Магнитна сила или ампернавивките в една работа , Така makarom поява във вторичната намотка demagnetizing Магнитна сила или ампернавивките се придружава от автоматична увеличаване на Магнитна сила на първичната намотка.

Тъй като за създаване на магнитния поток на трансформатора се изисква, както е посочено по-горе, малка Магнитна сила, може да се каже, че увеличението е придружено от вторичен Магнитна сила по същество същото увеличение величина в първичното Магнитна сила.

По-долу можем да напишем: I2w2 = I1w1

От това равенство идва втората главна характеристика на трансформатора, по-специално съотношението: I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / kт, където kt е съотношението на трансформация.

По този начин съотношението на токовете на първичната и вторичната намотка на трансформатора е равно на единството, разделено на съотношението му на трансформация.

Така че основните характеристики на трансформатора са в отношенията E1 / E2 = w1 / w2 = kт и I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / kт

Ако умножим лявата страна на отношенията между себе си и дясната страна един с друг, получаваме I1E1 / I2E2 = 1 и I1E1 = I2E2

Последното уравнение дава Третата характеристика на трансформатора, което може да се изрази с думи като: дава вторичната намотка на трансформатора капацитет в волт-ампери, е практически равна на захранващото напрежение, подавано към първичната намотка в волт-ампери.

Ако пренебрегнем загубите на енергия в медни намотки и сърцевината желязо на трансформатора, е възможно да се каже, че цялата мощност на първичната намотка на трансформатора от източника на захранване, тя се прехвърля към вторичната намотка, при която предавателят е магнитен поток.