Трансформатор
Трансформатором является устройство, служащее для повышения или понижения напряжения переменного тока. Он обычно состоит из двух катушек изолированной проволоки, имеющих общий сердечник, изготовленный из отдельных пластин магнитно-мягкого железа, рис. 8.10.
Рис. 8.10
По одной из обмоток, которая называется первичной, пропускается преобразуемый переменный ток (получаемый, например, от генератора переменного тока). Этот ток создает в железном сердечнике переменный магнитный поток, пронизывающий обе обмотки. В итоге в каждом витке первичной обмотки возникает ЭДС самоиндукци
в каждом витке вторичной обмотки такая же ЭДС индукции.
Индуцируемые в обмотках ЭДС относятся как числа витков в них
(8.18)
где k ¾ коэффициент трансформации.
В режиме холостого хода (отсутствует нагрузка во вторичной обмотке), когда ток первичной обмотки очень мал и падением напряжения в первичной катушке можно пренебречь, имеем e1 » U1 и e2 » U2, откуда
(8.19)
Коэффициентом трансформации трансформатора называют отношение напряжения на зажимах первичной обмотки к напряжению на зажимах вторичной обмотки трансформатора при его работе в режиме холостого хода.
КПД современных трансформаторов составляет 95¸99% (отношение мощности на зажимах вторичной обмотки к мощности, потребляемой первичной обмоткой), поэтому можно считать, что при нагрузке трансформатора
I1e1 » I2e2, (8.20)
то есть
(8.21)
Напряжение на зажимах вторичной обмотки с учетом падения напряжения на сопротивлении обмотки R2, рассчитывается как
U2 = e2 - I2R2, (8.22)
по аналогии в случае первичной обмотки
U1 » e1 + I1R1. (8.23)
Трансформатор был изобретен в 1876 г. П.Н. Яблочковым, который применил его для питания «свечей», требующих различного напряжения. Потери энергии в трансформаторе, в первую очередь, связаны с расходом энергии на нагревание обмоток, на токи Фуко и на перемагничевание железа.
1Джозеф Генри ¾ американский физик.
Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 804;