Устройство и принцип действия

Однофазный трансформатор обычно имеет две магнитосвязанные обмотки с числом витков w₁ и w₂, помещенные для усиления магнитной связи на стальном, замкнутом магнитопроводе – сердечнике. Сердечник для уменьшения потерь энергии от вихревых токов набирается из тонких изолированных друг от друга листов электротехнической стали.

Обмотка, к которой подводится энергия от источника – первичная обмотка.

Обмотка, от которой энергия отдается потребителю – вторичная обмотка.

Первичная и вторичная обмотки трансформатора электрически не связаны между собой. При этом, энергия от первичной обмотки передается вторичной посредством магнитного потока, связывающего обмотки.

б)

Рис.6.1.

Если напряжение вторичной обмотки меньше напряжения первичной – трансформатор понижающий, в обратном случае – трансформатор повышающий.

Коэффициент трансформации:

n=w₁/w₂ ~ U₁/U₂

Для понижающего трансформатора w₁ > w₂ .

Для повышающего трансформатора w₁ < w₂ .

Принцип действия:

К первичной обмотке приложено напряжение ==> по первичной обмотке начинает протекать переменный ток ==> создающий переменную магнитодвижущую силу (м.д.с.) i₁∙w₁ ==> которая в свою очередь создает переменный магнитный поток, пронизывающий (помимо первичной) вторичную обмотку ==> поток, сцепленный со вторичной обмоткой индуцирует в ней э.д.с. согласно закону электромагнитной индукции ==> при подключении нагрузки ко вторичной обмотке по ней начнет протекать переменный ток.

Таким образом, при подключении первичной обмотки к источнику переменного тока на вторичной обмотке индуцируется переменная э.д.с. и вторичная обмотка становится источником питания, к которой можно подключить какой-либо электроприемник.

Трансформаторы широко применяются при передаче электроэнергии. Чем выше напряжение, тем при той же передаваемой мощности будет меньше значение тока и тем меньше получается требуемое сечение проводов линии передачи.

Рис.6.2. Схема передачи электрической энергии

Основные характеристики трансформатора, указываемые в паспортных данных - номинальные значения:

- полной мощности в В∙А;

- напряжений и токов первичной и вторичной обмоток;

- частота тока;

- КПД.

Виды потерь в трансформаторе:

- электрические (потери в обмотках);

- магнитные (потери в магнитопроводе).