Катушка как элемент трансформатора

Рассмотрим катушку без стального сердечника при R

Приложенное на зажимах катушки напряжение уравновешивает ЭДС самоиндукции ( =- )

P=UIcos

Энергетический процесс обратимый: энергия, затрачиваемая на создание магнитного поля катушки при возрастании тока от нуля до максимального значения, целиком возвращается источнику при спадании тока от максимального значения до нуля.

Рассмотрим катушку со стальным сердечником

Магнитный поток тот же, Е – тоже.

Для создания того же потока нужен меньший ток (ток особенно снижается при замкнутом магнитопроводе).

Р даже при R=0, т.к. электрическая цепь должна доставлять энергию для покрытия потерь в стальном магнитопроводе:

,

- угол потерь.

Схемы замещения

При анализе рабочих процессов в ЭМ удобно пользоваться электрическими схемами, в которых отражены основные закономерности и энергетические соотношения рассматриваемых устройств – это схемы замещения.

- рассчитанные величины, которые в схеме замещения отражают потребление катушкой кажущейся ( ), активной ( ) и реактивной ( ) мощностей.

Если R , то приложенное напряжение должно уравновешиваться ЭДС самоиндукции Е и компенсировать падение напряжения на активном сопротивлении обмотки R.

= - + 0R

Активная мощность, потребляемая катушкой идет на покрытие электрических потерь в обмотке катушки ( ) и магнитных потерь в стальном сердечнике ( ).