Принцип действия электрического трансформатора

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции (рисунок 6.1).

При подаче от источника электрической энергии напряжения

u1 на

первичную обмотку электрического трансформатора в ней возникает ток

i₁ , возбуждающий в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф₁,

который, пронизывая витки

w₁ первичной обмотки, создает в ней напря-

жение uL1в результате явления самоиндукции.

Согласно закону электромагнитной индукции это напряжение опре- деляется по формуле

где Ф₁' = dФ₁ / dt – производная магнитного потока по времени.

Если Ф₁ = Фm1sinwt , то

Ф1' = w ×Фm1 coswt = w ×Фm1 sin(wt + 90°).

Следовательно

где U mL1= w × w ×Фm1= w2pfФm

6.2)

– амплитуда напряжения самоиндук-

ции в первичной обмотке электрического трансформатора.

Действующее значение напряжения u L1 равно

g Y9DDZp689bvLeXs7HhafP7sElXp+GjevwAKO4d8Mf/gRHfLIdHJXMp41CqSUET0omMxfZsCiYyHk EtgpKlIAzzN+PyH/BQAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsA AAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhABv5ibjoBAAARRAAAA4A AAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAOvJrNThAAAACgEA AA8AAAAAAAAAAAAAAAAAQgcAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAABQCAAAAAA= "> Во вторичной обмотке в результате явления взаимной индукции

магнитный поток Ф₁

торого равно

создает напряжение

uM 2 , действующее значение, ко-

Если к концам вторичной обмотки присоединен приемник электри-

ческой энергии

z₂ (рисунок 6.1), то под действием напряжения

uM 2 во

вторичной обмотке потечет ток

i₂ , который в свою очередь возбуждает

магнитное поток

Ф₂ , направленный согласно закону Ленца противопо-

ложно магнитному потоку Ф₁.

В результате результирующий магнитный поток в магнитопроводе

уменьшится, что приведет к уменьшению напряжения uL1 .

Однако напряжение

uL1

не может быть меньше определенного зна-

чения, определяемого в соответствии со II законом Кирхгофа

где u LS ,ur1 – напряжения в первичной обмотке, возникающие в результате наличия резистивного сопротивления и магнитного потока рассеяния в этой обмотке.

Таким образом, ток в первичной обмотке возрастает до такого значе-

ния, при котором результирующий магнитный поток Ф₀

индуцирует необ-

ходимое значение

uL1, соответствующее уравнению (6.6) и заданной на-

грузке

z2 .

В установившемся режиме работы электрического трансформатора имеет место соотношение

где i1w1

i2 w2

– намагничивающая сила первичной обмотки;

– намагничивающая сила вторичной обмотки;

i1x

– ток холостого хода.

Ток

i1x

также называют намагничивающим, так как он определяет

значение результирующего магнитного потока Ф₀ .

В связи с вышеизложенным следует, что результирующий (суммар- ный) магнитный поток в магнитопроводе электрического трансформатора в режиме нагрузки равен магнитному потоку первичной обмотки транс- форматора в режиме холостого хода.