Трансформатор без стального сердечника
| Широкое применение в электротехнике имеет трансформатор – устройство, предназначенное для преобразования величины переменных напряжений и токов. В простейшем случае он не имеет ферромагнитного сердечника и представляет собой две катушки с индуктивной связью. |
Напряжение 
источника приложено к первичной катушке трансформатора, к вторичной катушке подключена нагрузка. Тогда уравнения по второму закону Кирхгофа для первичной и вторичной цепей при показанных на рисунке одноименных зажимах и положительных направлениях токов, при которых потоки самоиндукции и взаимоиндукции складываются, получают следующий вид:
,
где 
– напряжение на приемнике, 
и 
– сопротивление и индуктивность первичной и вторичной, катушек, соответственно.
При сопротивлении нагрузки 
уравнения трансформатора в комплексной форме имеют вид:
;
.
Здесь 
, 
, 
.
Построим векторную диаграмму токов и напряжений для первичной и вторичной цепей.
Зададимся током 
и отложим векторы ; 
; 
; 
; 
(при 
). Соединив начало векторной диаграммы с концом вектора , получим вектор 
. Разделив напряжение 
на 
, получим значение тока 
. Этот вектор отложим под углом 
к вектору . Затем строим векторы 
; 
и 
. Их сумма равна вектору напряжения 
.
Из второго уравнения может быть определен комплекс вторичного тока:
.
Переход от комплекса вторичного тока к его действующему значению:
,
откуда может быть определен коэффициент трансформации тока:
.
Из этих соотношений видно, что коэффициент трансформации тока не является постоянной величиной, а зависит от сопротивления нагрузки.
Коэффициент трансформации напряжения 
также зависит от сопротивления приемника.
После подстановки значения 
в первое уравнение трансформатора получается выражение первичного тока:
.
Знаменатель этого выражения представляет собой результирующее полное сопротивление цепи, эквивалентной трансформатору.
Результирующее активное сопротивление образует сумма активного сопротивления первичной цепи и сопротивления, вносимого вторичной цепью:
.
Результирующее реактивное сопротивление образует разность реактивного сопротивления первичной цепи и сопротивления, вносимого вторичной цепью:
.
Схема двух контуров с индуктивной связью может быть заменена эквивалентной схемой без индуктивной связи.
|
Для приведенной Т - образной схемы система уравнений по второму закону Кирхгофа для двух контуров в комплексной форме будет иметь вид:
;
.
В случае, когда 
,то разность 
т.е. отрицательна, что эквивалентно емкости (повышающий напряжение трансформатор). При 
, разность 
становится отрицательной (понижающий напряжение трансформатор).
Дата добавления: 2015-12-11; просмотров: 919;