Хода и нагрузки

Электрическая схема однофазного трансформатора представлена на рис. 134, а. Здесь Е₁ и E₂ — эдс, индуктируемые в первичной и вторичной обмотках потоком Ф₀; Х₁ и X₂ — индуктивные сопротивления, характеризующие действие потоков рассеяния; R₁ и R₂— активные сопротивления первичной и вторичной обмоток; Z_н — сопротивление нагрузки.

В зависимости от значения сопротивления нагрузки различают три режима работы трансформатора: Z_н=∞ — режим холостого хода; 0 < Z_н <∞ — режим нагрузки; Z_н = 0 — режим короткого замыкания.

В режиме холостого хода (х. х.) вторичная обмотка трансформатора разомкнута, ток I₂ = 0: Магнитный поток в магнитопроводе создается током первичной обмотки, называемый током холостого хода, I_1o. Переменный магнитный поток Фо=Ф_0msin!!!t, сцепленный с витками обмоток, наводит в них эдс, равные

Действующие значения этих эдс, так же как и в катушке с ферромагнитным сердечником, равны и

. Отношение называют коэффициентом трансформации.

Вследствие перемагничивания магнитопровода в нем возникают потери мощности, которые называют потерями холостого хода. Можно считать, что мощность Р₀. потребляемая из сети трансформатором в режиме х. х., идет в основном на покрытие потерь в магнитопроводе, так как потери в обмотке сравнительно малы. Ток холостого хода I₁₀ содержит активную и реактивную составляющие , где I_10a=P₀/U₁.

Векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода аналогична векторной диаграмме катушки с ферромагнитным сердечником (рис. 134,б).

Режим короткого замыкания (к. з.) для силового трансформатора является аварийным. Однако некоторые специальные трансформаторы рассчитываются для работы в режиме, близком к короткому замыканию. Это сварочные трансформаторы, измерительные трансформаторы тока и др.

При работе трансформатора в режиме нагрузки(Z_н≠0) во вторичной цепи под воздействием Ė₂ появится ток İ₂. Основной магнитный поток Ф₀ создается совместным действием мдс первичной и вторичной обмоток. Результирующая мдс F_p равна их геометрической сумме (рис. 134, в).

Кроме основного потока Ф₀ обмотки трансформатора охватываются и потоками рассеяния Ф_1σ и Ф_2σ (рис. 134, а), которые создают в обмотках эдс самоиндукции, характеризуемые соответствующими индуктивными сопротивлениями Х₁ и Х₂: Ė_1σ= —jX₁İ₁ и Ė_2σ= —jX₂İ₂.

С учетом активного сопротивления обмоток уравнения электрического состояния первичной и вторичной цепей имеют вид