36. Принцип действия, устройство и работа трансформатора. Режимы работы трансформатора.

1) Трансформа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — электрический аппарат, имеющий две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенный для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока

Трансформатор может состоять из одной или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.

Основными частями конструкции трансформатора являются:

магнитная система (магнитопровод)

обмотки

система охлаждения

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

2) Режим холостого хода

Когда вторичные обмотки ни к чему не подключены (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток через первичную обмотку невелик

Режим короткого замыкания

Данный режим широко используется в измерительных трансформаторах тока.

Режим с нагрузкой

При подключении нагрузки к вторичной обмотке во вторичной цепи возникает ток, создающий магнитный поток в магнитопроводе, направленный противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате в первичной цепи нарушается равенство ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.

Обмотка должна быть разной

37. Векторные диаграммы для описания переменных токов и напряжений.

Векторной диаграммой называется совокупность векторов на комплексной плоскости, соответствующая комплексным величинам и/или параметрам электрической цепи и их связям.

38. Резистор, конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока.

Напряжение и сила тока в резисторе совпадают по фазе в любой момент времени.

Сила переменного тока 1 А — сила тока, выделяющего в проводнике такое же количество теплоты, что и посто­янный ток 1 А за тот же промежуток времени. Действующее значение силы, переменного тока равно силе постоянного тока, при котором в проводнике вы­деляется такое же количество теплоты, что и при переменном токе за тот же промежуток времени. Если переменный ток изменяется по гармоническому за­кону, в качестве промежутка времени выбирается период из­менения тока.

Действующее (эффективное) значение силы переменного гармонического тока в √2 раз меньше его амплитуды.

Активное сопротивление — сопротивление элемента электрической цепи, в котором электрическая энер­гия необратимо преобразуется во внутреннюю.

В конденсаторе заряженные частицы перемещаются по проводникам, соединяющим пластины конденсатора, но не перемешиваются в зазоре между ними.

Если сила тока внутри конденсатора связана с изменением напряженности Эл.поля со временем, то такой ток называется током смещения.

Магнитноэлектрическая индукция – явление возникновения магнитного поля в переменном электрическом поле.

Колебания силы тока в цепи конденсатора опережают по фазе колебания напряжения на его обкладках на π/2.

Среднее значе­ние мощности переменного тока на конденсаторе за пери­од Т равно нулю. Принято говорить, что элементы цепи, для которых средняя мощность переменного тока равна нулю, обладают реактивным сопротивлением. Реактивное сопротивление конденсатора называ­ется емкостным сопротивлением.

Амплитуда силы тока I_m в катушке связа­на с амплитудой переменного напряжения U_m законом Ома:

I_m=U_m/x_L

где x_L = ωL — индуктивное сопротивление катушки.

Колебания силы тока в катушке индуктивности от­стают по фазе на к/2 от колебаний напряжения на ней.

Среднее значение мощ­ности переменного тока в катушке индуктивности за пе­риод Т равно нулю.