Устройство и принцип действия трансформаторов

Принципиальная схема трансформатора изображена на (рис. 5.1). На замкнутом ферромагнитном сердечнике закреплены две обмотки, одна из которых (первичная) подключена к источнику синусоидального напряжения, к другой (вторичной) подсоединяется нагрузка.

Рис. 5.1

Переменный ток первичной обмотки i, .наводит магнитный поток, основная часть которого замыкается по магнитопроводу, и сцеплен с обеими обмотками. Согласно закону электромагнитной индукции он индуктирует ЭДС и е₁ и e₂ в обмотках трансформатора. ЭДС е₁уравновешивает подведенное напряжение u₁, а ЭДС e₂ является источником напряжения для цепи нагрузки.

Ток вторичной цепи i₂ создает собственный магнитный поток, который складывается с магнитным потоком первичной цепи, в соответствии с принципом суперпозиции. Совокупность магнитных потоков первичной и вторичной цепи и создает рабочий магнитный поток Ф всердечнике, индуктирующий ЭДС.

(5.1)

Рабочий магнитный поток не зависит от режима работы трансформатора, и в конечном итоге определяется конструкцией трансформатора и входным напряжением U₁.

Однако часть магнитного потока создаваемого обмотками замыкается не по сердечнику, а по воздуху (частично или полностью) и сцеплен не с двумя, а лишь с одной обмоткой. Это часть магнитного потока - поток рассеяния Ф_p - индуктирует в обмотках дополнительные ЭДС рассеяния е_p1, и е_p2.

Очень важным параметром является коэффициент трансформации.

(5.2)

Э.Д.С. e₁ и e₂ и, соответственно, напряжения U₁ и U₂ пропорциональны числу витков, а токи обратно пропорциональны им.

(5.3)