19. Назначение, принцип действия и устройство трансформатора.
Трансформатором называют статическое устройство, имеющее 2 или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной системы переменного тока в другую систему переменного тока.
Как правило, источники электроэнергии (электростанции) располагаются на значительных расстояниях (около 1000км) от потребителя. Генераторы электростанций создают напряжение около 10…20 кВ Мощность электростанций достигает десятков и сотен Мвт.
Для передачи такой мощности без дополнительных преобразований необходимы провода громадных сечений.
Для снижения величины тока около электростанций установлены трансформаторы, которые повышают напряжение до 700-800 кВ. В связи с этим, величина тока, передаваемого проводом, существенно снижается. И поэтому в ЛЭП поэтому используются проводники небольших сечений из алюминия.
На местах потребления, напряжение понижают с помощью трансформаторов до величины 220-380 В. Кроме того, трансформаторы широко используются в автоматике, телевидении.
Трансформатор состоит из стального магнито-провода, на который намотана обмотка.
Обмотка
может быть 2, 3, и т.д сколько вместится
слоев.
К одной из обмоток подводят напряжение
от источника питания. Эта обмотка
называется первичной и имеет 
витков.
Другая обмотка, имеющая 
витков, называется вторичной. Начала
обмоток обозначаются А и a.
Концы X и x.
Под действием напряжения по виткам первичной обмотки протекает переменный ток. Этот ток создает переменную магнито-движущую силу, которая создает переменный основной магнитный поток Ф, замыкающийся по стальному магнитопроводу.
Применение магнитопровода из стали, обеспечивающего большую магнитопроводимость, способствует увеличению магнитного потока и усилению магнитной связи между обмотками.
По ГОСТ трансформатор обозначается
следующим образом:
Т.к. ток I синусоидален, то и магнитный поток A имеет синусоидальную форму Ф = Фm*sinwt
В основе работы всех электрических машин лежит закон об электромагнитной индукции.
Магнитный поток индуцирует в первичной ЭДС самоиндукции
ЭДС в первичной обмотке отстает по фазе
от магнитного потока на угол 
Знак «Минус» говорит о том, что ЭДС самоиндукции всегда направлена против причины ее возникновения.
Вторичная обмотка размещена на сердечнике и поэтому в ней магнитный поток Ф создает ЭДС взаимоиндукции.
Если сравнить выражения для е1 и для е2 то видно, что они отлтичаются только амплитудой.
Действующее значение в первичной и вторичной
Так как частота ЭДС одинакова и индуцируются они одним и тем же магнитным потоком, то первичная ЭДС отличается от вторичной если w1 не равно w2
Отношение вторичной ЭДС к первичной назыают коэффициентом трансформации.
Если k=1 то трансформатор предназначен для гальванической (электрической) развязки источника и нагрузки.
Устройство
Магнитопровод трансформатора изготавливается из стальных листов толщиной 0.3-0.5 мм, собираются в пачку. Листы изолируют друг от друга с помощью специального лака. Это позволяет снизить потери мощности в магнитопроводе за счет уменьшения вихревых токов.
По типу магнитопровода различают:
1) стержневые трансформаторы
2) Броневой трансформатор
Для таких сердечников используют пластины П или Ш –образные.
В последнее время используют торообразные сердечники.
Обмотки трансформаторов выполняют как
правило из медного круглого провода
или прямоугольного сечения . По способу
охлаждения трансформаторы делятся на
сухие и масляные. Сухие-воздух.
Масляные-трансформатор целиком погружают
в бак с трансформаторным маслом.
