Принцип действия трансформатора

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

- изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)

- изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС.

Отношение действующих ЭДС в обмотках определяется выражением

E1 / E2 = w1 / w2, где

w1 и w2 число витков в первой и второй обмотках

Если пренебречь падениями напряжения в обмотках трансформатора, которые обычно не превышают 3-5 % от номинальных значений U1 и U2, и считать E1≈U1 и E2≈U2, то

U1 / U2 ≈ w1 / w2.

Следовательно, подбирая соответствующим образом числа витков обмоток, при заданном напряжении U1 можно получить желаемое напряжение U2. Если необходимо повысить вторичное напряжение, то число витков w2 берут больше числа w1; такой трансформатор называют повышающим. Если требуется уменьшить напряжение U2, то число витков w2 берут меньшим w1; такой трансформатор называют понижающим.

Отношение ЭДС Eвн обмотки высшего напряжения к ЭДС Енн обмотки низшего напряжения (или отношение их чисел витков) называют коэффициентом трансформации

. Коэффициент n всегда больше единицы.

Полная мощность потребляемая из сети

S1 = U1 I1,

практически полностью выделяется на нагрузке

S1 = U1 I1 ≈ S2 = U2 I2.

Поэтому соотношения между токами и напряжениями на первичной и вторичной обмотках трансформатора.

U1 / U2 = I2 / I1 = w1 / w2 = n.

Дата добавления: 2014-01-06