4. Работа трансформатора под нагрузкой

При работе трансформатора под нагрузкой к первичной обмотке подводится номинальное напряжение при номинальной частоте, а к зажимам вторичной обмотки присоединен потребитель.

Под влиянием во вторичной обмотке пойдет ток , который по закону Ленца создает магнитный поток, ослабляющий результирующий магнитный поток в сердечнике в момент замыкания вторичной обмотки трансформатора.

При уменьшении результирующего магнитного потока в момент замыкания вторичной обмотки уменьшается и , а это приведет к увеличению тока , потребляемого из сети, т.к.

Увеличение тока будет происходить до тех пор, пока результирующий магнитный поток в сердечнике трансформатора не достигнет прежней величины, т.е. не станет равным потоку, бывшему при холостом ходе трансформатора.

Таким образом, магнитный поток в сердечнике трансформатора не зависит от величины и характера нагрузки.

Коэффициент мощности ( ) при нагрузке трансформатора значительно больше, чем при холостом ходе.

5. Потери энергии и к.П.Д. Трансформатора

При работе трансформатора в нем возникают потери:

1. Электрические в обмотках трансформатора, которые определяются по данным опыта короткого замыкания:

2. Магнитные потери в стали сердечника трансформатора , которые определяются по данным опыта холостого хода.

Коэффициент полезного действия равен отношению полезной мощности (вторичной обмотки трансформатора) к затраченной мощности (первичной обмотки ).

,

т.к. , то

;

где  мощность вторичной обмотки трансформатора:

, Вт;

 мощность первичной обмотки, потребляемая из сети:

, Вт.

Современные трансформаторы имеют к.п.д. 97%  99,5%.

6. Трехфазные трансформаторы

Трехфазный трансформатор предназначен для преобразования трехфазного тока одного напряжения в трехфазный ток другого напряжения при неизменной частоте тока.

Трехфазный трансформатор первые был построен в 1891 году М.О. Доливо – Добровольским.

Трехфазные трансформаторы изготавливают только стержневые. Сердечник трансформатора имеет три стержня, объединенных сверху и снизу прямыми ярмами, на каждом стержне имеется две обмотки, одна из которых первичная, а другая вторичная. Ближе к стержню прикрепляют обмотку низшего напряжения, а затем – высшего напряжения.

Обмотки трансформатора могут быть соединены звездой или треугольником (как первичные, так и вторичные обмотки).

7. Понятие о специальных трансформаторах

Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) служат для расширения пределов измерения в цепях переменного тока вольтметров, параллельных обмоток ваттметров и т.д. и для создания безопасных условий работы обслуживающего персонала. Применяются при напряжениях свыше 250 В. Измерительный трансформатор напряжения – это понижающий трансформатор, первичная обмотка которого подключается к питающей сети высокого напряжения, а во вторичную обмотку включают вольтметры и т.д. Т.к. обмотка вольтметра имеет большое сопротивление, то трансформатор работает в режиме холостого хода, поэтому:

Согласно ГОСТу номинальное напряжение вторичной обмотки для всех трансформаторов составляет 100 В.

Пользуясь формулой коэффициента трансформации, можно всегда определить напряжение первичной обмотки: .

И змерительные трансформаторы тока (ТТ) служат для расширения пределов измерения в цепях переменного тока амперметров, последовательных обмоток ваттметров и т.д., а также при наличии высокого напряжения питающей сети. Этот трансформатор состоит из первичной обмотки, которая включается последовательно в питающую сеть, а во вторичную последовательно включают амперметры и т.д. Первичная обмотка трансформатора тока имеет один или несколько витков провода значительного сечения (иногда применяется просто медная шина), а вторичная обмотка имеет большее число витков провода малого сечения.

Номинальное значение тока вторичной обмотки для всех трансформаторов тока равно 5 А.

Автотрансформаторы имеют только одну обмотку, поэтому витки вторичной обмотки являются частью первичной обмотки. Применяются для пуска и регулирования частоты вращения двигателя переменного тока, для регулирования напряжения в электрических сетях и т.д.

Сварочные трансформаторы предназначены для питания дуговой электрической сварки.