Методические указания. Для полного понимания теории работы трансформаторов необходимо знать законы Кирхгофа, электромагнитной индукции, полного тока. Теория трансформатора является базой усвоения машин переменного тока.
Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при одной и той же частоте.
Основными элементами конструкции трансформатора является магнитопровод из листовой электротехнической стали и обмотки первичной и вторичной, связанных индуктивно при помощи магнитного потока.
Магнитопровод трансформатора выполняется из электротехнической стали для увеличения магнитной связи между обмотками.
В основу принципа работы трансформатора положен закон электромагнитной индукции.
- коэффициент трансформации – это отношение ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения или отношение номинального высшего напряжения к номинальному низкому напряжению трансформатора.
Если U1>U2 – трансформатор понижающий: ;
U1<U2 – трансформатор повышающий: .
Коэффициент k можно определить на основании измерении напряжения на входе и выходе ненагруженного трансформатора и указывается в паспорте.
В нагруженном трансформаторе МДС2 и I2 направлены в противоположно МДС1 и I1, что согласуется с законом сохранения энергии.
Для нагруженного трансформатора справедливо соотношение:
.
Потери в меди определяют в режиме короткого замыкания.
Опыту короткого замыкания соответствует схема на рис.14.
Рис. 14 – Режим короткого замыкания.
Здесь V – показывает ; W – показывает мощность короткого замыкания (мощность потерь в обмотках).
Мощность потерь в магнитопроводе равна 0,005÷0,1 от потерь при номинальном режиме.
Опытухолостого хода (рис. 15):
Рис. 15 – Режим холостого хода
Здесь , , ; W - ваттметр измеряет мощность потерь при ХХ Рx ; - для понижающего трансформатора; - для повышающего трансформатора; W – мощность потерь в стали трансформатора (магнитопровода).
Тестовые задания.
1. При увеличении нагрузки коэффициент трансформации трансформатора …
2. Уменьшение потерь мощности на вихревые токи в катушке со стальным сердечником достигается выполнением сердечника …