Бесплатная техническая библиотека

Силовые трансформаторы. Теоретические положения. Принцип действия. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочник электрика

 Комментарии к статье

Трансформатором называется электрический прибор, у которого передача напряжения из одной обмотки в другую происходит посредством электромагнитной индукции.

Он состоит из замкнутого железного сердечника, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Вторая обмотка, к которой присоединяют "нагрузку", т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в железном сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке.

Мгновенное значение ЭДС индукции ε в любом витке первичной или вторичной обмотки согласно закону Фарадея определяется формулой

Если то

где - амплитуда ЭДС в одном витке.

В первичной обмотке, имеющей n₁ витков, полная ЭДС индукции равна

Во вторичной обмотке полная ЭДС равна , где n₂ - число витков этой обмотки.

Отсюда следует, что

(1)

Сумма напряжения u₁, приложенного к первичной обмотке, и ЭДС должна равняться падению напряжения в первичной обмотке:

где  R₁ - активное сопротивление обмотки, a i₁ - сила тока в ней.

Данное уравнение непосредственно вытекает из общего уравнения. Обычно активное сопротивление обмотки мало и членом i₁R₁ можно пренебречь. Поэтому

(2)

При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не течет, и имеет место соотношение

(3)

Так как мгновенные значения ЭДС е₁ и e₂ изменяются синфазно, то их отношение в формуле (1) можно заменить отношением действующих значений Е₁ и Е₂ этих ЭДС или, учитывая равенства (2) и (3), отношением действующих значений напряжений U₁ и U₂:

(4)

Величина k называется коэффициентом трансформации. Если к>1 то трансформатор является понижающим, при к< 1 - повышающим.

При замыкании цепи вторичной обмотки в ней течет ток. Тогда соотношение

уже не выполняется точно и, соответственно, связь между U₁ и U₂ становится более сложной, чем в уравнении (4).

Согласно закону сохранения энергии мощность в первичной цепи должна равняться мощности во вторичной цепи:

(5)

где и I₁, I₂- действующие здачения силы тока в первичной и вторичной обмотках. Отсюда следует, что

(6)

Вывод. Из формулы следует, что повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока, и наоборот.

Вследствие неизбежных потерь энергии на выделение тепла в обмотках и железном сердечнике уравнения (5) и (6) выполняются приближенно. Однако в современных мощных трансформаторах суммарные потери не превышают 2-3 %.

Автор: Корякин-Черняк С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Справочник электрика.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Перовскитная пленка увеличивает яркость светодиодов 18.06.2025 Одним из главных претендентов на звание материала будущего остается перовскит. Этот уникальный кристаллический материал за последние годы привлек внимание ученых благодаря своей высокой эффективности в преобразовании энергии. Однако до недавнего времени его применение в светодиодах ограничивалось нестабильной работой и коротким сроком службы. Группа китайских ученых смогла изменить это представление, предложив новый подход к созданию перовскитной пленки, который открывает путь к ярким и долговечным светодиодам. Исследование было проведено командой из Китайского университета науки и технологий в Хэфэе под руководством профессора Сяо Чжэнго. Ученые сосредоточились на создании неорганической перовскитной пленки, которая отличается крупнозернистой кристаллической структурой и высокой термостойкостью. Это позволило значительно повысить не только яркость, но и стабильность работы светодиодов. Согласно данным команды, новая пленка увеличивает яркость до впечатляющих 1,16 миллиона нит и позволяет устройствам работать до 180 тысяч часов. Изначально исследователи пытались повысить характеристики светодиодов за счет уменьшения размера наночастиц и создания сверхтонких слоев. Однако такой метод не оправдал ожиданий: яркость оставалась низкой, а срок службы - коротким. Разочаровавшись в прежнем подходе, ученые пересмотрели стратегию. Они добавили в перовскит определенные химические соединения, а затем подвергли материал специальному высокотемпературному отжигу. В результате получилась пленка с улучшенной внутренней структурой, способной более эффективно передавать электрический заряд и сокращать количество дефектов. Профессор Сяо Чжэнго пояснил, что ключевым фактором успеха стало создание стабильной и упорядоченной кристаллической решетки. Именно это дало возможность добиться высокой яркости и длительной работы, которые ранее казались недостижимыми для перовскитных светодиодов. Новый материал продемонстрировал светоотдачу более 22%, что ставит его в один ряд с современными коммерческими дисплеями. Особое внимание заслуживает уровень яркости, которого удалось достичь - свыше одного миллиона нит. Это существенно превосходит параметры OLED и обычных светодиодов, применяемых в современных экранах. Такая высокая яркость делает разработку особенно ценной для применения в наружной рекламе, уличных информационных панелях и освещении специальных объектов, где необходим мощный световой поток. Более того, даже при стандартной яркости в 100 нит перовскитный светодиод способен теоретически проработать до 200 тысяч часов. Это в разы превышает срок службы большинства современных источников света. Такая долговечность, по мнению разработчиков, делает технологию перспективной не только для специализированных задач, но и для повседневного использования в быту и индустрии. Новая перовскитная пленка открывает перед светодиодными технологиями совершенно иные горизонты. Объединяя высокую эффективность, экстремальную яркость и надежность, она может сыграть ключевую роль в следующем поколении систем освещения - от телевизоров до уличных экранов. Исследование китайских ученых демонстрирует, как научные инновации способны преобразить даже, казалось бы, уже хорошо изученную область.

Другие интересные новости:

▪ Никотин и колибри

▪ Примиальная клавиатура Seneca

▪ Робопауки для канализации

▪ Обнаружена связь между приемом пищи и биологическими часами

▪ Тромбоциты в нефтепроводе

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Культурные и дикие растения. Подборка статей

▪ статья Финансовый менеджмент. Шпаргалка

▪ статья Что такое GBAS? Подробный ответ

▪ статья Заместитель директора по производству. Должностная инструкция

▪ статья Автомобильная сигнализация. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Свеча, проходящая сквозь руку. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026