Автотрансформатор

Входные сопротивления трансформатора. Одноконтурная схема замещения.

Возьмем уравнение трансформатора (см. уравнение 1 предыдущего раздела

и выразим напряжние на нагрузке

Подставив (2) во второе уравнение системы (1), выразим ток I(.)2 в виде;

где -активное и реактивное сопротивление входной цепи.

Подставим (3) в первое уравнение системы (1), получим

(4)

Дополнив и разделив третье слагаемое на число сопряженное знаменателю, будем иметь

(5)

где -вносимые активное и реактивное сопротивления соответственно.

Исходя из (5), входное сопротивление трансформатора

существенным образом зависит от вносимого сопротивления

В этой схеме влияние вторичного контура на первичный учитывается вносимым сопротивлением. Причем активное вносимое сопротивление характеризует активную мощность, которая передается из

первичной обмотки во вторичную, а реактивное сопротивление дХ учитывает взаимодействие магнитных полей первичной и вторичной обмотки. Если

характер нагрузки активно-индуктивный, то дХ<0 и вторичная обмотка действует размагничивающим образом на первую, с ростом тока нагрузки первичный ток должен возрасти, чтобы скомпенсировать это

размагничивающие действие. При емкостном характере контура, дХ >0 и вторичная обмотка действует намагничивающим образом на первичную. Следовательно с ростом тока нагрузки первичный ток падает, чтобы эквивалентный поток остался неизменным. Найдем входное сопротивление идеального трансформатора.

, (7)

Оно зависит от сопротивления нагрузки и,следовательно, идеальный трансформатора изменяет (преобразует) сопротивление нагрузки.

Поэтому реальные трансформаторы по свойствам приближающиеся к идеалым используются как согласующие трансформаторы для согласования сопротивлениями нагрузки с выходным сопротивлением предыдущего устройства что позволяет передать максимальную мощность. Например, на рис. 3 16. условно показан выходной каскад усилителя низкой частоты, нагруженного динамиком (Громкоговоритель- Гр)  

Коэффициент трансформации определяется на основании

где -активное сопротивление нагрузки (громкоговорителя),

-входное сопротивление трансформатора, которое должно равняться выходному сопротивлению транзистора (выходного каскада).

Автотрансформатор отличается от трансформатора тем, что его обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения (см. рис 3.17)

Рис.3.17. Автотрансформатор без ферромагнитного сердечника

Уравнения для автотрансформатора имеют вид:

Этим уравнениям соответствует схема замещения на рис. 3.18,

Рис. 3.18. Схема замещения автотрансформатора

Правая ветвь схемы состоит из отрицательного индуктивного сопротивления- Хм которое не может быть реализовано на пассивных элементах. Поэтому данная схема может быть использована только при расчетах. Обозначим индуктивность каждого витка через L, общее число витков W = W1 + W2 где W2 -число витков обмотки низшего напряжения. Принято коэффициент связи Kсв = 1, т.е. пренебрегая рассеиванием, получим схему I замещения автотрансформатора рис.3.19.

Рис.3.19. В режиме холостого хода

-коэффициент трансформации автотрансформатора.

При нагрузке подводимая к автотрансформатору мощность передается в нагрузку, как посредством взаимной индукции (через магнитное поле), так и непосредственно через электрическую связь.

Применение автотрансформатора вместо обычного трансформатора той же мощности и с таким же коэффициентом трансформации дает экономию в меди, затрачиваемой на обмотку. Экономия достигается за счет сокращения общего числа витков и уменьшения толщины провода вторичной обмотки, через который проходит ток, равный разности первичного и вторичного токов.

Дата добавления: 2014-11-29