16. 3. Вопросы

1. Чем определяется, какой это трансформатор — повыша­ющий или понижающий?

2. Напишите формулу для определения коэффициента трансформации трансформатора.

3. Напишите формулу для определения напряжения через коэффициент трансформации трансформатора.

4. Чему равно напряжение на вторичной обмотке транс­форматора, имеющего 100 витков первичной обмотки и 1800 витков вторичной, при приложенном напряжении 120 вольт?

16. 4. ПРИМЕНЕНИЯ

Трансформаторы имеют множество применений. Среди них: повышение и понижение напряжения и тока, согласо­вание импедансов, сдвиг фаз, гальваническая развязка, бло­кирование постоянного тока при пропускании переменного и вывод нескольких сигналов с разными уровнями напряжения.

Передача электроэнергии к потребителям требует исполь­зования трансформаторов. Электростанции расположены рядом с источниками сырья и природной энергии, и элект­роэнергия часто должна передаваться на большие расстоя­ния. Провода, используемые для передачи энергии, имеют сопротивление, приводящее к потерям мощности при пере­даче. Мощность равна произведению тока на напряжение:

Р = IE.

Закон Ома утверждает, что ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению:

1-1.

R

Следовательно, величина потерь мощности пропорцио­нальна сопротивлению линии. Самый легкий путь умень­шения потерь мощности — это уменьшение тока.

ПРИМЕР: Электростанция вырабатывает 8500 вольт при 10 амперах. Сопротивление линии передачи 100 ом. Чему равны потери мощности в линии?

Дано: Решение:

Р = ? Сначала найдем падение на-

I = 10 А пряжения на линии.

Е = ? Е

R = 100 Ом. R

10 = —

100

Е = 1000 В.

Используя Е, найдем потерю мощности.

Р = IE = (10)(1000)

Р = 10000 Вт.

Каковы будут потери мощности, если мы с помощью трансформатора повысим напряжение до 85000 вольт при 1 ампере?

Дано: Решение:

I = 1 А Сначала найдем падение на-

Е = ? пряжения на линии.

R= 100 0m. Е

^_R

i-а

100

Е = 100 В.

Используя Е, найдем потерю мощности.

Р = IE = (1)(100)

Р = 100 Вт.

Способ намотки трансформатора определяет, будет ли он производить фазовый сдвиг напряжения обмоток. Знак фазового сдвига определяет тип включения трансформато­ра. Замечание: знак фазы можно изменить, поменяв мес­тами выводы на нагрузке (рис. 18-5).

Если к трансформатору приложить постоянное напря­жение, то после установления магнитного поля во вторич­ной обмотке э.д.с. наводиться не будет. Для индуцирования напряжения во вторичной обмотке необходимо изменение тока. Трансформатор можно использовать для гальваничес­кой развязки вторичной обмотки и любого постоянного на­пряжения в первичной (рис. 18-6).

Трансформаторы используются для гальванической раз­вязки электронного оборудования и сети переменного тока 120 вольт, 60 герц при его тестировании (рис. 18-7). При­чина использования трансформатора — предотвращение поражения электрическим током. Без трансформатора один вывод источника тока соединяется с шасси прибора. Ког­да шасси удаляется из корпуса, появляется опасность по­ражения электрическим током. Это может произойти с большей вероятностью, если сетевой шнур подключен оп­ределенным образом. Трансформатор предотвращает элек­трический контакт оборудования с землей. Развязываю­щий трансформатор не повышает и не понижает напря­жение.

Автотрансформатор — это устройство, используемое для повышения или понижения приложенного напряжения и представляющее собой специальный трансформатор, в ко-

Трансформатор со сдвигом Подсоединение трансформатора

фазы на 180 градусов для создания фазового сдвига

на 180 градусов

Рис. 18-5. Трансформатор можно использовать для создания фазового сдвига.

На­

грузка

Рис. 18-7. Трансформа- тор гальванической раз­вязки предотвращает поражение электричес- \ J ким током, изолируя оборудование от земли.

(А) Понижение (В) Повышение

напряжения напряжения

	Тестируемое оборудование

Рис. 18-6. Трансфор­матор может быть ис­пользован для блоки­рования постоянного напряжения.

Рис. 18-8. Автотран­сформатор — это специальный транс­форматор, который используется для повышения и пони­жения напряжения.

тором одна обмотка является частью другой. На рис. 18-8(А) изображен автотрансформатор, понижающий напряжение. Напряжение понижается потому, что вторичная обмотка содержит меньшее число витков. На рис. 18-8(Б) изобра­жен автотрансформатор, повышающий напряжение. На­пряжение повышается потому, что вторичная обмотка со­держит большее число витков. Недостаток автотрансфор­матора в том, что вторичная обмотка не изолирована от первичной. Преимущество — он дешевле и проще в изго­товлении, чем трансформатор.

Специальным типом автотрансформатора является пе­ременный автотрансформатор, в котором нагрузка подсо­единяется к подвижному рычагу и одному из выводов ав­тотрансформатора. Перемещение рычага изменяет коэффи­циент трансформации и, следовательно, напряжение на нагрузке. Выходное напряжение может изменяться от 0 до 130 вольт переменного тока.