21. Сходство и различие электрических и магнитных цепей.

Электрическая цепь – совокупность устройств, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых описываются с помощью I, U, R.

Магнитная цепь – последовательность взаимосвязанных магнетиков, по которым проходит магнитный поток, находятся магнитный поток Ф, магнитодвижущая сила F, магнитное напряжение Uм, магнитное сопротивление Rм.

Принципиальное отличие цепей состоит в том, что у магнитной цепи с неизменяемым во времени магнитным потоком Ф не выделяется тепло, в то время как в электрических оно выделяется.

Сходства:

Для их расчетов схожие законы выбираются:

Для электрических (Ом, Кирхгоф 2 закона, Q)

Для магнитных – аналоги Ома (магнитный поток для Ома, Кирхгофа).

Сходные графические методы расчета.

22. Устройство и принцип действия трансформатора

Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии одного U в другое( по величине, без изменения частоты).

Как правило, эл. станции вдали от своих потребителей. Известно что

P=(√3)*U*I*cosα, а ∆P=I²R, т.е. ∆Р = I² →стремиться к понижению, но что бы P = const, необходимо повысить U, для этого и используются повышающие трансформаторы, а что бы к потребителю подавать U нужной величины спользуют понижающие трансформаторы.

Трансформаторы бывают обычного и специального назначения:

1. одно и многофазные (трехфазные)

2. стержневые и броневые

3. двух и многообмоточные

4. сухие и масленые

5. с естественным и принудительным охлаждением

Рассмотрим простейший однофазный двухобмоточный трансформатор:

Устройство:

1. 2 обмотки – ВН и НН(высшего U с большим числом витков №1 и низшего №2)

Обмотка с w1 подключена к источнику питания и называется первичной обмоткой, а другая вторичной обмоткой.

2. Стальной сердечник - набирается из листов(толщиной 0,35 – 0,5 мм) изолированных друг от друга(бумагой или лаком)

При подключении первичной обмотки U1, по ней протекает ток I10 (если вторичная обмотка разомкнута), намагничивающая сила которого возбуждает переменный магнитный поток Ф0(основной) и небольшой магнитный поток Фр1.

Е1=-w1*dФ\dt и

е2=-w2*dФ0\dt

То U1 уравновешивается Е1 и падением напряжения в первичной обмотке.

Если к вторичной обмотке подключить нагрузку «Z», то появится ток I2

Рассмотрим уравнение намагничивающей силы, полученное из условия Ф = Фо = Фн

Io = I1+I2*(w2/w1)=I1+I2*(1/k) или Io=i1+I2’ (уравнение магнитного состояния)

Под нагрузкой по первичной обмотке течет ток I1→I1 и j*I1*x1 следовательно

U1=-E1+I1+j*I1x1

23. Режим холостого хода трансформатора.

Трансформатор-статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии одного напряжения в другое при одинаковой частоте.

Холостой ход-вторичная обмотка разомкнута, а к первичной подано напряжение определенной величины.

Параметры: I₂=0, I₁₀=,I_xx=5-10% I_ном, z₀-сопротивление.

В силу малой величины тока холостого тока потери мощности, связанные с нагревом невелики и вся затрачиваемая мощность Р₀ будет идти на потери. Р₀=1,5% от Р_ном. Так де учитывается коэф.трансформации - показывает во сколько раз повышается или понижается напряжение. Работа холостого тока аналогична работе катушки со стальным сердечником и все расчеты одинаковы.