Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КЛ_ЭТиЭ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
3.29 Mб
Скачать

Аналогия между электрическими и магнитными цепями

Электрические величины

Обозначение (формула)

Магнитные величины

Обозначение (формула)

Ток

I

Поток

ЭДС

E

МДС

F

Сопротивление

Сопротивление

Напряжение

Напряжение

Проводник

Ферромагнетик

Изолятор

Немагнитное вещество

Удельная проводимость (гамма)

Магнитная проницаемость (мю)

ЛЕКЦИЯ № 8

Тема № 8-9 электромагнитные устройства. Трансформаторы

Учебные вопросы:

8.1 Устройство, принцип действия и характеристики электромагнитных реле.

8.2 Построение схем управления на электромагнитных реле.

9.1 Назначение, классификация, области применения трансформаторов. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора.

9.2 Уравнение электрического и магнитного состояния, схема замещения.

Литература:

  1. Касаткин А.С. Основы электротехники: учебное пособие, 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1982.

9.1 Назначение, классификация, области применения трансформаторов. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения той же частоты.

Назначение трансформатора отражено в его определении.

Трансформаторы находят очень широкое применение в электрических сетях, являясь неотъемлемой частью энергосистемы. Передача электрической энергии по линиям электропередач осуществляется при высоких напряжениях - до 500 кВ и выше (до 1150 кВ), т.к. при этом для передачи той же мощности требуется меньший ток, а это ведет к снижению потерь в проводах. Поэтому на подстанциях с помощью трансформаторов на передающей стороне повышают напряжение, а на приемной снижают. Такие трансформаторы называются силовыми. Кроме того существуют измерительные трансформаторы, сварочные и др. В электронных устройствах трансформаторы часто используют для гальванического разделения цепей.

Трансформаторы также относятся к электрическим машинам, хотя в прямом смысле они не относятся (не имеют движущихся частей). Однако основные соотношения между величинами, характеризующими рабочий процесс трансформатора, применимы и к электрическим машинам.

Рассмотрим устройство трансформатора (рис. 1):

Рис. 1. Трансформатор

На замкнутом магнитопроводе, выполненном из магнитомягкой листовой стали, расположены две (или более) катушки (обмотки). К одной из обмоток подводится электрическая энергия от источника переменного тока. Эта обмотка называется первичной. От другой, вторичной обмотки с числом витков W2 энергия отводится к приёмнику. Все величины, относящиеся к этим обмоткам (токи, напряжения, мощности и т.п.) называются соответственно первичными или вторичными.

Под действием переменного напряжения U1, подведенного к первичной обмотке, в ней возникает ток I1, а в сердечнике возбуждается соответственно изменяющийся магнитный поток Ф. Этот поток пересекает витки обеих обмоток трансформатора и индуктирует в них ЭДС:

;

В каждый момент времени отношение этих ЭДС пропорционально отношению количества витков обмоток:

Если цепь вторичной обмотки замкнута, то под действием ЭДС Е2 возникает ток I2.

При синусоидальном изменении напряжения питания U1 с частотой f поток в магнитопроводе Ф оказывается практически синусоидальным. Действующие значения ЭДС в обмотках можем найти по формуле:

E1 = 4,44 W1 f Фm;

E2 = 4,44 W2 f Фm.

Отношение этих ЭДС

принято называть коэффициентом трансформации. Приближ`нно можно принять, что ЭДС обмоток равны напряжениям на их зажимах, т.е.

Полученное равенство характеризует основное назначение трансформатора – преобразование одного напряжения в другое, большее или меньшее.

Цепи высшего и низшего напряжения электрически изолированы друг от друга и связаны лишь магнитным потоком, замыкающимся в сердечнике трансформатора. Преобразование электрической энергии в трансформаторе сопровождается весьма малыми потерями энергии: величина КПД при номинальной нагрузке изменяется в пределах 0,96-0,996 в зависимости от мощности трансформатора. Этим объясняется исключительно большое распространение трансформаторов в современной технике.

Однофазный трансформатор с ферромагнитным сердечником был предложен выдающимся русским изобретателем П.Н.Яблочковым в 1876 г.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]