Устройство и принцип действия однофазного трансформатора.

Коэффициент трансформации.

Электрические машины - статистическое электромагнитное устройство, преобразующее ток и напряжение одной величины в ток и напряжение другой, по той же частоте.

1 – магнитопровод

2 – первичная обмотка

3 – вторичная обмотка

Принцип действия:

Под действием напряжения приложенного к первичной обмотке в ней протекает ток, создающий магнитное поле в сердечнике. Это поле, пересекая витки вторичной обмотки, и наводит в них ЭДС. Если ко вторичной обмотке подключена нагрузка, то под действием ЭДС в ней протекает ток.

Потоки, не замыкающиеся по сердечникам, называются потоками рассеяния. Число витков в первичной обмотке – n₁, во вторичной – n₂.

Пренебрегая потоком рассеяния, можно записать, что ЭДС, возникающая в первичной обмотке будет:

e₁=-dy/dt=-n₁(dф/dt) Ф=Ф_mn₁sin(wt) dФ/dt=Ф_mwcos(wt)=Ф_mwsin(wt+90⁰)

U₁=-e₁=Ф_mn₁wsin(wt+90⁰) { Ф_mn₁w=U_m}

U₁=(n₁Ф_mw)/Ö(2)=n₁Ф_m2pf/Ö(2)=4.44n₁fФ_m

U₂=4.44n₂Ф_m

Магнитный поток сердечника трансформатора определяется только напряжением в первичной обмотке, т.е. не зависит от тока во вторичной обмотке и, при этом, отстает от ЭДС первичной обмотки на 90⁰.

Коэффициент трансформации отношение напряжения в первичной обмотке и напр. во вторичной.

к=U₁/U₂=(4.44n₁fФ_m)/(4.44n₂fФ_m)=n₁/n₂

Режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке называется режимом холостого хода. Ток в режиме ХХ называется намагничивающим или током ХХ.