Описать работу трансформатора в режиме холостого

Под холостым ходом трансформатора понимается режим его работы при разомкнутой вторичной обмотке. Первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напряжения. Ток i_1х первичной обмотки создает переменное магнитное поле, намагничивающее сердечник трансформатора. Магнитный поток в трансформаторе разделим на две части: основной магнитный поток Ф, замыкающийся в сердечнике, и поток рассеяния Ф_1S, замыкающийся частично по воздуху.
На рис. 10.3 изображен трансформатор, работающий в режиме холостого хода.

Рис. 10.3

W₁ - число витков первичной обмотки;

W₂- число витков вторичной обмотки;

R₁ - активное сопротивление первичной обмотки.

Основной магнитный поток изменяется по синусоидальному закону ,где Ф_m - максимальное или амплитудное значение основного магнит-ного потока; ω = 2πf - угловая частота; f - частота переменного напряжения.

Максимальное значение ЭДС.

Действующее значение ЭДС в первичной обмотке

.Для вторичной обмотки можно получить аналогичную формулу

.Электродвижущие силы E₁ и E₂, индуктированные в обмотках трансформатора основным магнитным потоком, называются трансформаторными ЭДС. Трансформаторные ЭДС отстают по фазе от основного магнитного потока на 90°. Магнитный поток рассеяния индуктирует в первичной обмотке ЭДС рассеяния , где L_1s - индуктивность рассеяния в первичной обмотке. Напряжение на первичной катушке имеет три слагаемых: падение напряжения, напряжение, уравновешивающее трансформаторную ЭДС, напряжение, уравновешивающее ЭДС рассеяния.

Запишем уравнение по второму закону Кирхгофа для первичной обмотки в комплексной форме

. (10.1)

где индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки. На рис. 10.4 изображена схема замещения трансформатора, соответствующая уравнению (10.1). В режиме холостого хода . Коэффициент трансформации и определяется из опыта холостого хода. Рис. 10.4