Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электротехника.doc
Скачиваний:
57
Добавлен:
28.10.2018
Размер:
3.33 Mб
Скачать

6.2 Принцип действия электрического трансформатора

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции (рисунок 6.1).

При подаче от источника электрической энергии напряжения

u1 на

первичную обмотку электрического трансформатора в ней возникает ток

i1 , возбуждающий в магнитопроводе переменный магнитный поток

Ф1 ,

который, пронизывая витки

w1 первичной обмотки, создает в ней напря-

жение u L1 в результате явления самоиндукции.

Согласно закону электромагнитной индукции это напряжение опре-

деляется по формуле

u L1

w1 Ф1' , (

6.1)

где Ф1 ' dФ1 / dt

– производная магнитного потока по времени.

Если Ф1 Фm1 sint , то

Ф1' w Фm1 cos t w Фm1 sint  90.

Следовательно

u L1

U mL1 sint 90, (

)

139

где U mL1 w Фm1 w2fФm

6.2)

– амплитуда напряжения самоиндук-

ции в первичной обмотке электрического трансформатора.

Действующее значение напряжения u L1 равно

U mL1

U L1

4,44 f

2

w1 Фm . (6.3)

Во вторичной обмотке в результате явления взаимной индукции

магнитный поток Ф1

торого равно

создает напряжение

u M 2 , действующее значение, ко-

U М 2

 4.44 ⋅ f

w2 Фm . (6.4)

Если к концам вторичной обмотки присоединен приемник электри-

ческой энергии

z2 (рисунок 6.1), то под действием напряжения

u M 2 во

вторичной обмотке потечет ток

i2 , который в свою очередь возбуждает

магнитное поток

Ф2 , направленный согласно закону Ленца противопо-

ложно магнитному потоку Ф1 .

В результате результирующий магнитный поток в магнитопроводе

Ф0 Ф1 Ф2

(6.5)

уменьшится, что приведет к уменьшению напряжения u L1 .

Однако напряжение

u L1

не может быть меньше определенного зна-

чения, определяемого в соответствии со II законом Кирхгофа

u1 u L1 u LS

ur1 , (6.6)

где u LS ,ur1 – напряжения в первичной обмотке, возникающие в результате наличия резистивного сопротивления и магнитного потока рассеяния в этой обмотке.

Таким образом, ток в первичной обмотке возрастает до такого значе-

ния, при котором результирующий магнитный поток Ф0

индуцирует необ-

ходимое значение

u L1 , соответствующее уравнению (6.6) и заданной на-

грузке

z2 .

В установившемся режиме работы электрического трансформатора имеет место соотношение

i1w1 i2 w2

i1x w1

(6.7)

где i1w1

i2 w2

– намагничивающая сила первичной обмотки;

– намагничивающая сила вторичной обмотки;

i1x

– ток холостого хода.

140

Ток

i1x

также называют намагничивающим, так как он определяет

значение результирующего магнитного потока Ф0 .

В связи с вышеизложенным следует, что результирующий (суммар- ный) магнитный поток в магнитопроводе электрического трансформатора в режиме нагрузки равен магнитному потоку первичной обмотки транс- форматора в режиме холостого хода.

хода