КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Трансформаторы. Передача электроэнергии.Трансформатор – это устройство, служащее для повышения или понижения переменного напряжения без изменения его частоты и практически без потерь мощности. Трансформатор состоит из двух или более катушек, надетых на общий сердечник. Катушка, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а катушка, к которой присоединяется нагрузка (потребители электрической энергии), - вторичной. Сердечники трансформаторов изготавливаются из электротехнической стали и набираются из отдельных изолированных друг от друга пластин (для уменьшения потерь энергии вследствие возникновения в сердечнике вихревых токов).
Принцип действия трансформатора основан на законе электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике возникает переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке. Магнитное поле концентрируется внутри сердечника и одинаково во всех его сечениях. Мгновенное значение индукции ei в любом витке и первичной, и вторичной обмоток одинаково: e1 = e2 Потери энергии при работе трансформатора: •на нагревание обмоток; •на рассеивание магнитного потока в пространство; •на вихревые токи в сердечнике и на его перемагничивание. Меры, принимаемые для уменьшения потерь: •обмотка низкого напряжения делается большого сечения так, как по ней протекает ток большой силы; •сердечник делают замкнутым, чтобы уменьшить рассеяние магнитного потока; •сердечник делают пластинчатым, чтобы уменьшить вихревые токи. Благодаря этим мерам КПД современных трансформаторов достигает 95-99%. Коэффициентом трансформации называют отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке. К=N1/N2 Если K >1 трансформатор понижающий Если K < 1 трансформатор повышающий Холостой ход Режимом холостого хода трансформатора называется режим с разомкнутой вторичной обмоткой (I2 = 0). В этом случае напряжение на вторичной обмотке равно индуцируемой в ней ЭДС: U 2 =e2 −I 2 ⋅r 2 =e 2 K = U1/U2 Рабочий ход Рабочим ходом трансформатора называют режим, при котором в цепь его вторичной обмотки включена некоторая нагрузка. K = N1/N2=U1/U2=e1/e2 Режимом короткого замыкания Режимом короткого замыкания называется режим, при котором вторичная обмотка трансформатора замкнута без нагрузки. Данный режим опасен для трансформатора, поскольку в этом случае ток во вторичной обмотке максимален и происходит электрическая и тепловая перегрузка системы. Для трансформатора выполняется условие мощность P1=P2 I1U1≈I2U2 Во сколько раз трансформатор увеличивает напряжение во, столько же раз и уменьшает силу тока. КПД =
Применение трансформаторов В электросетях. В источниках электропитания.
|