Силові трансформатори Теоретичні положення. Принцип дії. Схема, опис

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Електрику

Силові трансформатори Теоретичні положення. Принцип дії. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Довідник електрика

Трансформатором називається електричний прилад, у якого передача напруги з однієї обмотки до іншої відбувається за допомогою електромагнітної індукції.

Він складається із замкнутого залізного сердечника, на який одягнені дві (іноді й більше) котушки з дротяними обмотками. Одна з обмоток, що називається первинною, підключається до джерела змінної напруги. Друга обмотка, до якої приєднують "навантаження", тобто прилади та пристрої, що споживають електроенергію, називається вторинною.

Дія трансформатора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. При проходженні змінного струму первинної обмотці в залізному сердечнику з'являється змінний магнітний потік, який збуджує ЕРС індукції в кожній обмотці.

Миттєве значення ЕРС індукції ε у будь-якому витку первинної чи вторинної обмотки згідно із законом Фарадея визначається формулою

Якщо то

де - Амплітуда ЕРС в одному витку.

У первинній обмотці, що має n₁ витків, повна ЕРС індукції дорівнює

У вторинній обмотці повна ЕРС дорівнює де n₂ - Число витків цієї обмотки.

Звідси слідує що

(1)

Сума напруги u₁, доданого до первинної обмотки, та ЕРС повинна дорівнювати падінню напруги в первинній обмотці:

де R₁- активний опір обмотки, ai₁ - Сила струму в ній.

Це рівняння безпосередньо випливає із загального рівняння. Зазвичай активний опір обмотки мало членом i₁R₁ можна знехтувати. Тому

(2)

При розімкнутій вторинній обмотці трансформатора струм у ній не тече, і має місце співвідношення

(3)

Оскільки миттєві значення ЕРС е₁ та e₂ змінюються синфазно, їх відношення у формулі (1) можна замінити ставленням діючих значень Е₁ та Е₂ цих ЕРС або, враховуючи рівність (2) і (3), відношенням діючих значень напруг U₁ і U₂:

(4)

Величина k називається коефіцієнтом трансформації. Якщо до>1 то трансформатор є знижуючим, При до< 1 - підвищуючим.

При замиканні ланцюга вторинної обмотки у ньому тече струм. Тоді співвідношення

вже не виконується точно і, відповідно, зв'язок між U₁ і U₂ стає складнішою, ніж у рівнянні (4).

Відповідно до закону збереження енергії потужність у первинному ланцюгу повинна дорівнювати потужності у вторинному ланцюгу:

(5)

де і I₁, Я₂- діючі будівлі сили струму в первинній та вторинній обмотках. Звідси слідує що

(6)

Висновок. З формули випливає, що підвищуючи за допомогою трансформатора напругу в кілька разів, ми в стільки ж разів зменшуємо силу струму і навпаки.

Внаслідок неминучих втрат енергії на виділення тепла в обмотках та залізному сердечнику рівняння (5) та (6) виконуються приблизно. Однак у сучасних потужних трансформаторах сумарні втрати не перевищують 2-3%.

Автор: Корякін-Черняк С.Л.

Дивіться інші статті розділу Довідник електрика.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Комутатори PCI Express 5.0 11.02.2021

Компанія Microchip підготувала до випуску перші у світі комутатори PCI Express (PCIe) 5.0 – сімейство Switchtec PFX PCIe 5.0. Пристрої нового покоління подвоюють продуктивність міжз'єднань для обчислень високої інтенсивності, мережевого обладнання та сховищ NVM Express (NVMe). Новинки сумісні з відновниками XpressConnect синхронізації, які також підтримують PCIe Gen 5.

Комутатори сімейства Switchtec PFX PCIe 5.0 можуть налічувати від 28 до 100 ліній та до 48 мостів NTB. Пристрої підтримують можливість гарячого та несподіваного підключення та безпечної автентифікації під час завантаження. Також вони володіють набором інструментів для налагодження та діагностики.

Компанія Microchip додатково випустила повний набір інструментів, необхідних розробки кінцевих рішень з урахуванням нових продуктів. До таких інструментів належать документація для проектування, приклади референсного дизайну, ознайомчі плати та інші засоби.

Інші цікаві новини:

▪ Гнучкий гідрогель для лікування ран

▪ Світовий океан рятує нашу планету

▪ Силові транзистори StrongIRFET2

▪ Речі дарують радість

▪ Екологічні переносні сонячні станції Acer

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Регулятори струму, напруги, потужності. Добірка статей

▪ стаття На всю Іванівську (кричати, кричати, ревіти). Крилатий вислів

▪ стаття Що таке протеїн? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на сирному дозаторі. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Автосторож із тритональною сиреною. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Пророцтво в конверті. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт