Конструктивная схема трансформатора.

Принцип действия трансформаторов

Общие определения

Трансформатор представляет собой статический электромагнит­ный преобразователь с двумя или больше обмотками, предназначен­ный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

Преобразова­ние энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем.

Трансформаторы широко применяют при передаче электрической энергии на большие расстояния, при распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, уси­лительных, сигнализационных и других устройствах.

Использование трансформатора при передаче электроэнергии.

При передаче электрической энергии от электростанции к потребителям необходимо передавать как можно больше мощности, которая определяется выражением

Из формулы видно, что для повышения передаваемой мощности необходимо повышать величину тока и напряжения.

Однако повышение силы тока в линии обусловливает потери энергии в этой линии и расход цвет­ных металлов на ее устройство.

Если при одной и той же переда­ваемой мощности увеличить напряжение, то сила тока в такой же мере уменьшится, а следовательно, можно будет применить про­вода с меньшим поперечным сечением. Это сократит расход цвет­ных металлов при устройстве линии электропередачи и снизит потери энергии в ней.

Однако высокое напряжение нельзя подавать потребителю, так как при этом возникает опасность пробоя изоляции электрических аппаратов и поражения электротоком обслуживающего персонала. Поэтому на передающей подстанции с помощью повышающих трансформаторов напряжение в линии электропередач повышают. на приемной подстанции напряжение с помощью понижающих трансформаторов понижают до 380/220 Вольт.

Конструктивная схема трансформатора.

Конструктивная схема трансформатора (см.рис.22.1) имеет магнитопровод 3из электротехнической стали и две обмотки на магнитопроводе: первичную 1с числом витков ω₁и вторичную 2 с числом витков ω₂. Обмотки выполняют из медного провода.

Первичная обмотка трансформатора включается в сеть переменного напряжения U₁ , и в ней возникает ток I₁. Ко вторичной обмотке ω₂ подключается приемник электрической энергии.

Рис.22.1. Конструктивная схема трансформатора.

На рисунке:

1. Первичная обмотка
2. Вторичная обмотка
3. Магнитопровод

Действие трансформатора основано на явлении взаимной индукции. Если первичную обмотку трансформатора включить в сеть источника переменного тока, то по ней будет протекать перемен­ный ток, который создает в магнитопроводе трансформатора переменный магнитный поток.

Этот магнитный поток, пронизывая вит­ки вторичной обмотки, будет индуктировать в ней э. д. с. Если вторичную обмотку замкнуть на какой-либо приемник энергии, то под действием индуктируемой э. д. с. по этой обмотке и через приемник энергии начнет протекать ток .

Таким образом, электрическая энергия, трансформируясь, будет передаваться из первичной сети во вторичную при напряже­нии, на которое рассчитан приемник энергии, включенный во вто­ричную сеть.

В целях улучшения магнитной связи между первичной и вто­ричной обмотками их помешают на стальной магнитопроводе. Обмотки изолируют как друг от друга, так и от магнитопровода.

Обмотку более высокого напряжения называют обмоткой высшего напряжения (ВН), а обмотку более низкого напряжения — обмот­кой низшего напряжения (НН).

Обмотку, включенную в сеть источника электрической энергии, называют первичной;обмотку, от кото­рой энергия подается к приемнику-вторичной.

Обычно напряже­ния первичной и вторичной обмоток неодинаковы. Если первичное напряжение меньше вторичного, трансформатор называют повыша­ющим, если же первичное напряжение больше вторичного — пони­жающим.

Любой трансформатор может быть использован и как по­вышающий и как понижающий. Повышающие трансформаторы применяют для передачи электроэнергии на большие расстояния, а понижающие — для распределения электроэнергии между потре­бителями.