Векторная диаграмма трансформатора

Уравнения Кирхгофа для цепей первичной и вторичной обмоток можно представить в графической форме в виде векторной диаграммы (рис. 1.4). Она позволяет наглядно представить соотношения между всеми величинами, определяющими работу трансформатора.

Построение диаграммы начинаем с вектора основного магнитного потока , который совмещаем с вещественной осью. Тогда вектор ЭДС первичной обмотки и равный ему вектор приведенной ЭДС вторичной обмотки расположатся на мнимой отрицательной полуоси, т.к. ЭДС отстает от потока на . Ток холостого хода будет опережать вектор основного потока на угол магнитных потерь . Его реактивная составляющая (ток намагничивания) совпадает с потоком, а активная составляющая опережает поток на .

Для дальнейшего построения нужно определить характер нагрузки трансформатора. Если она активно-индуктивная, то ток вторичной обмотки должен отставать от ЭДС на некоторый угол в пределах от 0 до . Если активно-емкостная, то опережать ЭДС на угол в тех же пределах. Пусть нагузка активно-индуктивная. Тогда вектор будет находиться в третьем квадранте.

Пристроим к концу вектора вектор перпендикулярный вектору тока , а к его началу – вектор , совпадающий по направлению с током. В соответствии с уравнением Кирхгофа для цепи вторичной обмотки, вектор равный разности между и , а также , будет вектором падения напряжения на нагрузке , т.е. его нужно провести из начала координат в точку начала вектора .

Для построения векторов уравнения первичной обмотки нужно определить вектор тока . Он равен разности между и . Поэтому к концу вектора пристроим вектор и получим .

Теперь на положительной мнимой полуоси построим вектор , а затем, пристроив к нему вектор , совпадающий по направлению с , и вектор , перпендикулярный , получим точку конца вектора напряжения питания .