Вопрос 2. Принцип работы трансформаторов.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

ВОПРОС 2. ПРИНЦИП РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ.

режимы работы

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции.

Если первичную обмотку трансформатора включить в сеть источника переменного тока, то по ней будет проходить переменный ток, который возбудит в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток. Магнитный поток, пронизывая витки вторичной обмотки трансформатора, индуктирует в этой обмотке ЭДС. Под действием этой ЭДС по вторичной обмотке и через приемник энергии будет протекать ток.

Рисунок 2. Принцип работы (а) и схематическое обозначение трансформатора (б)

Таким образом, электрическая энергия, трансформируясь, передается из первичной цепи во вторичную цепь.

Чтобы не устанавливать отдельный трансформатор на каждое рабочее напряжение, целесообразно на одном трансформаторе иметь несколько вторичных обмоток с различным числом витков.

В паспорте трансформатора указывают его номинальную мощность S, номинальные напряжения U1 и U2 и токи I1 и I2 первичной и вторичной обмоток при полной (номинальной) нагрузке.

Номинальной мощностьютрансформаторов называется полная мощность, отдаваемая его вторичной обмоткой при полной (номинальной) нагрузке.

Различают режимы работы трансформаторов: рабочий, холостого хода и короткого замыкания

При холостом ходе трансформатора (нагрузки нет) вторичная обмотка его разомкнута и ток в этой обмотке не проходит.

Отношение напряжений на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора при холостом ходе (без нагрузки) называется коэффициентом трансформации и обозначается буквой k:

k = U1/U2 = E1/E2

По данным опыта холостого хода измеряют напряжения на первичной и вторичной обмотках U1 и U2, ток холостого хода I0 и потребляемую при холостом ходе мощность Р0.

Рабочий режим характеризуется работой с нагрузкой. Если вторичную обмотку трансформатора замкнуть на какой-либо приемник энергии, то во вторичной цепи будет проходить ток I2, а в первичной обмотке - ток I1.

В понижающем трансформаторе напряжение первичной обмотки U1 больше напряжения вторичной обмотки U2 в k раз и ток вторичной обмотки I2 больше тока первичной обмотки I1 также в k раз.

В повышающем трансформаторе имеет место обратное соотношение между напряжениями его обмоток и между токами в них.

Опыт короткого замыкания (вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко) позволяет определить рабочие свойства трансформатора: измеряют напряжение короткого замыкания UK, ток первичной обмотки, равный номинальному IH, и мощность РК, потребляемую трансформатором при опыте короткого замыкания, сопротивления (полное, активное и реактивное) трансформатора при коротком замыкании ZK, RK и ХК.

При испытании трехфазного трансформатора все величины определяются для одной фазы.

Потребляемую трансформатором мощность можно определить следующим выражением:

P1= Р2 + Pст + Pобм

Потери в стали магнитопроводаРст зависят от марки стали, из которой выполнен сердечник, от частоты тока сети и магнитной индукции в сердечнике.

Так как частота тока сети и магнитная индукция остаются неизменными при работе трансформатора, то и потери в стали не зависят от нагрузки и остаются постоянными.

Контрольные вопросы

1. Дать определение понятию «трансформатор».

2. Определить составные части трансформаторов.

3. Представьте классификацию трансформаторов.

4. Рассказать о применении трансформаторов.

5. Записать формулу, определяющую мощность, потребляемую трансформатором.

6. Решите задачи:

6.1 Первичная обмотка трансформатора имеет 1100 витков. Какое количество витков должна иметь вторичная обмотка трансформатора для питания накала лампочки подсвета (необходимое напряжение 6,3 В и ток 1 А), если сопротивление вторичной обмотки 0,1 Ом, а напряжение в сети 220 В.

6.2 Амперметр включен с трансформатором тока, коэффициент трансформации котрого рамен 250/5 А. Определить ток в обмотке амперметра, если по первичной обмотке трансформатора течет ток 180 А.

6.3 Вычислить напряжение на обмотке вольтметра, включенного с трансформатором напряжения 6000/100 В, если он показывает 5800 В.

6.4 Ко вторичной обмотке трансформатора, предназначенного для питания ламп переносного освещения напряжением 12 В, подключены 4 лампы мощностью 60 Вт каждая. Определить ток в первичной обмотке трансформатора, рассчитанной на напряжение 220 В, если КПД трансформатора 0,92.

6.5 К автотрансформатору подключена катушка индуктивности с активным сопротивлением 12 Ом и индуктивным сопротивлением 16 Ом. Определить токи в первичной и вторичной цепях, если первичное напряжение автотрансформатора составляет 127 В.

7. Охарактеризуйте режимы работы трансформатора.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии