- •2.2.Конденсаторы
- •2.2.1. Классификация и конструкции конденсаторов.
- •2.2.2.Параметры конденсаторов.
- •2.2.3.Система обозначений и маркировка конденсаторов.
- •2.2.4.0Сновные разновидности конденсаторов.
- •2.1. Резисторы
- •2.1.1.Классификация и конструкции резисторов.
- •2.1.2. Параметры резисторов
- •2.1.3.Система обозначений и маркировка резисторов.
- •2.1.4.Конструктивно-технологические разновидности резисторов.
- •2.1.5. Специальные резисторы.
- •Устройство
- •Свойства катушки индуктивности
- •Характеристики катушки индуктивности Индуктивность
- •Сопротивление потерь
- •Потери в проводах
- •Температурный коэффициент индуктивности (тки)
- •Разновидности катушек индуктивности
- •Применение катушек индуктивности
- •2.3.Катушки индуктивности
- •2.3.1.Физическая природа индуктивности.
- •2.3.2.Конструкции катушек индуктивности.
- •2.3.3. Индуктивность и собственная емкость катушек индуктивности.
- •2.3.4. Потери в катушках индуктивности.
- •2.3.5.Разновидности катушек индуктивности.
- •Виды трансформаторов Силовой трансформатор
- •Автотрансформатор
- •Трансформатор тока
- •Трансформатор напряжения
- •Импульсный трансформатор
- •Разделительный трансформатор
- •Сдвоенный дроссель
- •Трансфлюксор
- •Основные части конструкции трансформатора
- •Магнитная система (магнитопровод)
- •Обмотки
- •Схемы и группы соединения обмоток трёхфазных двухобмоточных трансформаторов
- •Базовые принципы действия трансформатора
- •Режим холостого хода
- •Режим короткого замыкания
- •Режим с нагрузкой
- •Закон Фарадея
- •Уравнения идеального трансформатора
- •Обозначение на схемах
- •Применение трансформаторов Применение в электросетях
- •Применение в источниках электропитания
- •Другие применения трансформатора
- •Теория трансформаторов Уравнения линейного трансформатора.
- •Потери в трансформаторах
- •Режимы работы трансформатора
- •Технический срок службы Работа в параллельном режиме
- •Частота
- •Регулирование напряжения трансформатора
- •Перенапряжения трансформатора Виды перенапряжений
- •Способность трансформатора выдерживать перенапряжения
Базовые принципы действия трансформатора
Схематическое устройство трансформатора. 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная
Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:
-
Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)
-
Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)
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.
В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.
Режим холостого хода
Когда вторичные обмотки ни к чему не подключены (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью[14] компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток через первичную обмотку невелик. Для трансформатора с сердечником из магнитомягкого материала (например, ферромагнитного материала, например, из трансформаторной стали) ток холостого хода характеризует величину потерь в сердечнике на вихревые токи и на гистерезис. Мощность потерь можно вычислить умножив ток холостого хода на напряжение, подаваемое на трансформатор.
Для трансформатора без ферромагнитного сердечника потери на перемагничивание отсутствуют, а ток холостого хода определяется сопротивлением индуктивности первичной обмотки, которое пропорционально частоте переменного тока и величине индуктивности.
Векторная диаграмма напряжений и токов в трансформаторе на холостом ходу при согласном включении обмоток приведена в [15] на рис.1.6 б).
Напряжение на вторичной обмотке в первом приближении определяется законом Фарадея
Режим короткого замыкания
В режиме короткого замыкания, на первичную обмотку трансформатора подается переменное напряжение небольшой величины, выводы вторичной обмотки соединяют накоротко. Величину напряжения на входе устанавливают такой, чтобы ток короткого замыкания равнялся номинальному (расчетному) току трансформатора. В таких условиях величина напряжения короткого замыкания характеризует потери в обмотках трансформатора, потери на омическом сопротивлении. Мощность потерь можно вычислить умножив напряжение короткого замыкания на ток 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.
Схематично, процесс преобразования можно изобразить следующим образом:
Мгновенный магнитный поток в магнитопроводе трансформатора определяется интегралом по времени от мгновенного значения ЭДС в первичной обмотке и в случае синусоидального напряжения сдвинут по фазе на 90° по отношению к ЭДС. Наведённая во вторичных обмотках ЭДС пропорциональна первой производной от магнитного потока и для любой формы тока совпадает по фазе и форме с ЭДС в первичной обмотке. Векторная диаграмма напряжений и токов в трансформаторе с нагрузкой при согласном включении обмоток приведена в [15] на рис.1.6 в).