44. Трансформатор

Это устройство служащее для преобразования посредством магнитного поля электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения, той же частоты. Состоит из ферримагнитного сердечника и 2-х обмоток. Одна из них подключается к источнику переменного напряжения и называется первичной. Остальные подключаются к потребителям и называются вторичными. Если к первичной обмотке подвести переменное напряжение U_I=U_mI*sinωt, то в ней возникает ток, создающий переменный магнитный поток в сердечнике. Этот поток, пронизывая витки обмотки наводит в них ЭДС  ε_I=-N₁dФ/dt, ε_II=-N₂dФ/dt, где N₁ и N₂ количество витков на каждой обмотке. В идеале первичная обмотка – чистая индуктивность, поэтому ток: I_I=I_mIsin(ωt-π/2)=-I_mIcosωt. Магнитный поток совпадает по фазе с создающим его потоком. Ф_I=Ф_mIcosωt. В соответствии со вторым правилом Кирхгофа для разомкнутой вторичной обмотки U_I=-ε_I, U_II=ε_II. |U_I/U_II|=|ε_I/ε_II|=N₁/N₂=K, К – коэффициент трансформации. Полезная мощность трансформатора определяется суммой мощностей во вторичных цепях. КПД трансформатора называется величина: η=S/S₀, где S₀ – мощность первичной обмотки, S – мощность, отдаваемая в нагрузку. В мощных силовых трансформаторах КПД ≈ 100%. Потери связанны с перемагничиванием сердечника образованием вихревых токов в нем. Для борьбы с вихревыми токами сердечник выполняют из высокоомного материала.

45. Способы повышения коэффициента мощности

Потребитель электроэнергии это асинхронные двигатели, трансформаторы. Активная энергия расходуется на полезную работу и покрытие потерь в двигателях, сетях. Реактивная энергия не принимает непосредственного участия в полезной работе и служит для создания магнитных полей двигателей. Если поток активной энергии всегда направлен от генератора к потребителю, то реактивная энергия непрерывно меняет свое направление. При повышении тока в первой четверти периода в магнитном поле потребитель запасается определенной энергией, поток которой направлен от генератора к потребителю. В следующей четверти при уменьшении тока, запасенная энергия полностью возвращается к генератору. Периодический обмен реактивной энергией между генератором и потребителем приводит к тому, что среднее ее значение за период равно 0. Т.о. в обмотках генераторов, трансформаторов и проводах линий электропередач одновременно протекают активные и реактивные токи, геометрическая сумма которых образует полный ток. Реактивный ток, загружая провода линий и обмотки линий ограничивает их пропускную способность, поэтому приходится либо уменьшать ток, либо увеличивать мощность генераторов. Коэффициент мощности показывает какую часть полной мощности составляет активная мощность. Способы увеличения коэффициента мощности: 1) рациональное использование электрооборудования заключается в: а) систематическое наблюдение за работой, замена малонагружаемых двигателей, двигателями меньшей мощности; б) ограничение холостого хода двигателей; в) нормальная нагрузка двигателей путем улучшения технологического процесса; г) отключение нерабочих трансформаторов от сети; д) качественный ремонт оборудования; 2) технические мероприятия, заключающиеся в замене используемых двигателей (если конденсатор подключить к асинхронному двигателю, то в сети будут проходить 2 тока – ток двигателя, отстающего от напряжения сети и ток конденсатора, опережающего напряжение).