29. Трансформатор.

Трансформатор – электрическая машина, преобразующая переменный электрический ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Он состоит из магнитопровода, выполненного из тонких листов магнитомягкой электротехнической стали, изолированных электротехническим лаком. На магнитопроводе - катушки (обмотки) выполненные из медного провода.

Возьмём две электрические катушки с железным сердечником W₁- число витков в первой катушке, W₂- число витков во второй катушке. Сердечники замкнём сверху и снизу железными полосами так, что бы они создавали замкнутую магнитную цепь - магнитопровод.

Е сли по первой катушке (первичной обмотке трансформатора) пропустить переменный электрический ток, то в ней наводится Э.Д.С. самоиндукции

Рисунок 12 Обозначение трансформатора на электрических схемах

Магнитное поле, созданное первой катушкой по магнитопроводу передаётся во вторую катушку (вторичную обмотку), соединённую с потребителем почти без потерь и в ней возникает Э.Д.С индукции

т.к. для обеих катушек одинаково, то

В режиме холостого хода (вторая катушка - вторичная обмотка - разомкнута)

К – коэффициент трансформации. Коэффициент трансформации показывает во сколько раз напряжение первичной обмотки больше чем на вторичной в режиме х/х.

если К>1 – трансформатор понижающий К<1 – повышающий

С помощью трансформатора можно повысить или понизить напряжение.

В рабочем режиме мощность подводимая к трансформатору Р₁ почти полностью передаётся потребителю Р₂, поэтому при увеличении напряжения на вторичной обмотке её ток уменьшается.

Повышение напряжения (уменьшение силы тока) необходимо при передаче – электроэнергии на большие расстояния ведь тепловые потери равны

.

Пример: Для определения числа витков в первичной обмотке трансформатора на его сердечник было намотано 10 витков провода, концы подключили к вольтметру. Определите число витков первичной обмотки, если вольтметр показывает 1,5В.

Дано: N2=10 U2=1,5В U1=220В N1=?	Коэффициент трансформации равен ; или в режиме холостого хода ; отсюда ; или
	Ответ: в первичной обмотке 1467 витков.

Пример: На какую силу тока должен быть рассчитан провод первичной обмотки сварочного трансформатора, если во вторичной обмотке сила тока 100А при напряжении 50В? Напряжение на входе 380В.

Дано: U2=50В U1=380В I2=100A I1=?	Пусть мощность, передаваемая от первичной обмотки к вторичной остаётся без изменения, тогда U1·I1=U2·I2, отсюда I1=U2·I2/U1 I1=50·100/380=13A
	Ответ: первичная обмотка должна быть рассчитана на 13А.

Рисунок 13 Трёхфазный трансформатор

Рисунок 14 Стержневой трансформатор

Рисунок 15 Броневой трансформатор

Вопросы:

1. Что такое трансформатор?

2. Опишите устройство трансформатора.

   

   Рисунок 16 Лабораторный трансформатор (ЛАТР)

3. Что называется первичной обмоткой?

4. Что называется вторичной обмоткой?

5. Из чего изготовлен магнитопровод?

6. Что показывает коэффициент трансформации?

7. Для чего необходимо повышать напряжение при передачи тока на большие расстояния?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 20

1. Во вторичной обмотке трансформатора возникла ЭДС 110 В. Трансформатор подключён к сети промышленного тока 230В. Чему равен коэффициент трансформации?

2. Коэффициент трансформации 10. Во сколько раз число витков одной обмотки больше числа витков второй обмотки?

3. Во вторичной обмотке трансформатора, содержащей 1900 витков, возникает ЭДС 600 В. Сколько витков содержит первичная обмотка, если трансформатор подключён к сети напряжением 220 В?

4. Трансформатор включён в сеть с напряжением 120 В. Первичная обмотка его содержит 300 витков. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка, чтобы напряжение на её концах было 6,4 В?