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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Под поверхностью спутника Плутона мог скрываться океан 22.02.2016 Специалисты Национального управления США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) полагают, что в далеком прошлом на Хароне мог существовать обширный подповерхностный океан. Харон - самый крупный из известных спутников Плутона. Эта луна была открыта в 1978 году. Диаметр Харона, по современным оценкам, составляет 1205 км - чуть больше половины диаметра самого Плутона. О возможном существовании в древности океана под поверхностью Харона говорят снимки, переданные на Землю автоматической станцией New Horizons ("Новые горизонты"). Дело в том, что спутник Плутона испещрен расщелинами, обрывами и выступами. Так, неподалеку от экваториальной зоны Харона располагается полоса каньонов протяженностью около 1800 км и глубиной до 7,5 км. Из-за особенностей рельефа в данной области складывается впечатление, будто внешние слои спутника были растянуты и разорваны в результате некоего воздействия. Ученые полагают, что в древности температура Харона была достаточно высокой, и под поверхностью мог существовать океан из жидкой воды. Однако по мере охлаждения спутника вода замерзала, попутно расширяясь, что и привело к формированию каньонов.

Другие интересные новости:

▪ Прогулка робота с мангустом по минному полю

▪ Умный подгузник

▪ Память на искусственной ДНК

▪ В космос на самолете

▪ Вымирание вида зависит от размера животных

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья Мацуо Басе. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему мужчины приподнимают шляпы, встречаясь с женщинами? Подробный ответ

▪ статья Станочник деревообрабатывающих станков, занятый обработкой заготовок на шипорезных станках. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенна ДМВ Две спирали. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026