PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3. 2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5. 3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Трансформатор. Школьный курс физики

Главная | Физика 11 класс | Трансформатор

Устройство трансформатора.

ЭДС мощных генераторов электростанций обычно составляет 16—20 кВ. Между тем большинство потребителей электроэнергии рассчитано на низкое напряжение (127—380 В). При передаче электроэнергии на большие расстояния, наоборот, требуется высокое напряжение в несколько десятков, сотен или тысяч киловольт. На практике повышение и понижение переменного напряжения осуществляются с помощью трансформаторов (рис. 6.31).

Рис. 6.31

Трансформатор — устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

Первые трансформаторы переменного тока были сконструированы и введены в практику русскими электротехниками Павлом Николаевичем Яблочковым

(1847—1894) в 1876 г. и Иваном Филипповичем Усагиным (1855—1919) в 1882 г.

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника-магнитопровода ¹, на котором располагаются две или несколько обмоток, не имеющих между собой электрического контакта (рис. 6.32, а).

---

¹ Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопровод собирается из листов электротехнической (трансформаторной) стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. Листы изолируются друг от друга тонкой бумагой или лаком.

Рис. 6.32

Обмотка 1, к которой подводится электрическая энергия, называется

первичной; обмотка 2, к которой присоединяются потребители электроэнергии 3 («нагрузка»), — вторичной.

Условное обозначение трансформатора в электрических схемах показано на рисунке 6.32, б.

Холостой ход трансформатора.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Рассмотрим вначале процессы в трансформаторе с незамкнутой вторичной обмоткой — режим холостого хода. Пусть к первичной обмотке трансформатора приложено гармонически изменяющееся напряжение

u₁ = U_m1cos ωt          (1)

Под действием этого напряжения в первичной обмотке возникает переменный ток

i_l. Можно считать, что колебания силы тока i_l отстают по фазе от колебаний напряжения u_l на четверть периода, т. е. на π / 2:

Переменный магнитный поток, возбуждаемый током в первичной обмотке, совпадает по фазе с силой тока и пронизывает витки обеих обмоток трансформатора:

Ф = Ф_msin ωt          (2)

где Φ_m — амплитуда магнитного потока.

Переменный магнитный поток наводит в первичной и вторичной обмотках ЭДС индукции. Мгновенное значение ЭДС индукции е в любом витке первичной или вторичной обмотки трансформатора одинаково и, согласно закону электромагнитной индукции, равно

e = -Ф’

где Ф’ — производная потока магнитной индукции по времени.

Из выражения (2) следует, что

Ф’ = Φ_mωcos ωt,

поэтому е = — ωΦmcos ωt, или

Здесь — амплитуда ЭДС в одном витке.

В первичной обмотке, имеющей N₁ витков, иолная ЭДС индукции e₁ = N₁e, я во вторичной обмотке с числом витков N

2 полная ЭДС индукции e₂ = N₂e. Отсюда следует, что

Напряжение u₁ и ЭДС e₁, как следует из выражений (1) и (3), колеблются в противофазе:

u₁ ≈ — e₁          (5)

При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора тока в ней нет, поэтому имеет место соотношение

u₂ = — e₂          (6)

Мгновенные значения ЭДС e₁ и e₂ изменяются синфазно, т. е. в любой момент времени их фазы одинаковы. Поэтому отношение мгновенных ЭДС индукций в формуле (4) можно заменить отношением амплитуд или действующих значений

e₁ и e₂ этих ЭДС, а с учётом равенств (5) и (6) отношением действующих значений напряжений:

Величину К называют коэффициентом трансформации. При К > 1 трансформатор является повышающим, а при К < 1 — понижающим.

Рабочий ход трансформатора.

Если к концам вторичной обмотки присоединить цепь, потребляющую электроэнергию, или, как говорят, нагрузить трансформатор, то под действием ЭДС индукции

2 во вторичной обмотке появится ток I₂. Он создаёт в сердечнике трансформатора свой переменный магнитный поток, который по правилу Ленца должен уменьшать изменения магнитного потока в сердечнике. Несмотря на появление нового магнитного потока, порождённого током I₂ во вторичной обмотке, магнитный ноток, пронизывающий сердечник трансформатора, сохраняет ту же амплитуду Φ_m, что и при холостом ходе. Это объясняется тем, что при любых нагрузках падение напряжения в первичной обмотке незначительно из-за того, что её активное сопротивление мало. Поэтому равенство (5) остаётся справедливым и для нагруженного трансформатора. Для действующих значений оно запишется следующим образом:

U₁ ≈ ₁.

Следовательно, при неизменном первичном напряжении U₁ остаются практически неизменными ЭДС ₁ и связанная с ней амплитуда магнитного потока Φ_m. Это может быть лишь в том случае, если магнитный поток, порождаемый током первичной обмотки, увеличится но сравнению с потоком при холостом ходе настолько, что сможет компенсировать размагничивающее действие магнитного потока вторичной обмотки трансформатора. Таким образом, когда трансформатор нагружен, то появление тока во вторичной обмотке приводит к возрастанию силы тока в первичной обмотке. Иными словами, отдача энергии нагрузке через вторичную обмотку трансформатора сопровождается увеличением потребления энергии от сети первичной обмоткой.

КПД трансформатора.

Как и любая электрическая машина, трансформатор характеризуется КПД, показывающим, насколько эффективно используется подводимая к устройству энергия. За счёт энергии, потребляемой первичной обмоткой трансформатора, создаётся мощность, отдаваемая потребителям. Поэтому КПД η трансформатора можно определить как величину, равную отношению мощности P₂, потребляемой нагрузкой, к мощности P₁, потребляемой первичной обмоткой трансформатора из сети:

КПД современных трансформаторов может достигать значений 98— 99,5%. Это означает, что суммарные потери в трансформаторе составляют всего несколько процентов. Снижение КПД трансформатора обусловлено потерями энергии на нагревание проводов его обмоток и стального сердечника. Если пренебречь потерями энергии, то мощность, потребляемая первичной обмоткой трансформатора из сети, равна мощности, передаваемой нагрузке:

P₁ ≈ P₂,

или

I₁U₁ ≈ I₂U₂.

Отсюда следует, что

Таким образом, силы токов в обмотках трансформатора приближённо обратно пропорциональны числу витков в обмотках. Повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока.

Вопросы:

1. Какую величину называют коэффициентом трансформации?

2. В каком случае трансформатор является:

а) повышающим;

б) понижающим?

3. Почему на холостом ходу трансформаторе малым активным сопротивлением первичной обмотки почти не потребляет энергии из сети?

4. Как изменяется сила тока в первичной обмотке трансформатора при его рабочем ходе?

5. Чем определяется КПД трансформатора?

Вопросы для обсуждения:

1. Измелится ли соотношение между напряжениями на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора, если железный сердечник заменить:

а) медным;

б) алюминиевым сердечником?

2. Почему трансформатор выходит из строя, если в нём замыкаются накоротко хотя бы два соседних витка?

3. Как определить число витков обмотки трансформатора, не разматывая катушки?

Пример решения задачи

Трансформатор повышает напряжение с U₁ = 100 В до U₂ = 6000 В. На одну из его обмоток надели виток провода, концы которого подсоединены к вольтметру. Вольтметр показал напряжение U₀ = 0,4 В. Определите число витков каждой из обмоток трансформатора. Потерями энергии пренебречь.

Ответ: N₁ = 250 витков; N₂ = 15 000 витков.

Упражнения:

1. Напряжение на зажимах вторичной обмотки понижающего трансформатора 60 В, сила тока во вторичной цепи 40 А. Первичная обмотка включена в цепь с напряжением 240 В. Найдите силу тока в первичной обмотке трансформатора. Потерями энергии в обмотках пренебречь.

2. Трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный 20. Первичная обмотка имеет 200 витков. Напряжение на зажимах первичной обмотки 120 В. Определите напряжение на зажимах вторичной обмотки и число витков в ней. Потерями энергии в обмотках пренебречь.

3. На первичную обмотку понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 0,1 подаётся напряжение 220 В. При этом сила тока во вторичной обмотке, сопротивление которой 2 Ом, равна 4 А. Пренебрегая потерями энергии в первичной обмотке, определите напряжение на выходе трансформатора.

4. Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 0,1 включён в сеть с напряжением 220 В. Чему равно напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора, если сопротивление вторичной обмотки равно 0,2 Ом, а сопротивление нагрузки — 2 Ом? Потерями энергии в обмотках пренебречь.

5. Первичная обмотка понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 0,125 включена в сеть с напряжением 200 В. Сопротивление вторичной обмотки равно 2 Ом, сила тока во вторичной обмотке трансформатора равна 3 А. Определите напряжение на зажимах вторичной обмотки. Потерями энергии в первичной обмотке пренебречь.

Это любопытно…

Из истории развития физики и техники

В 1848 г. немецкий изобретатель Генрих Румкорф (1803—1877) создал индукционную катушку (рис. 6.33), ставшую прообразом первого трансформатора.

Рис. 6.33

C помощью этого устройства он получил колебания тока высокого напряжения. Для того чтобы превратить постоянный ток батареи в переменный, Румкорф последовательно с первичной катушкой включил прерыватель, который периодически замыкал и размыкал ток первичной цепи.

Датой рождения трансформатора принято считать 30 ноября 1876 г. В этот день русскому учёному Яблочкову (изобретатель дуговой лампы — «свечи Яблочкова») был выдан патент на трансформатор с разомкнутым сердечником катушки. В качестве сердечника использовался стержень, на который были намотаны обмотки. При этом в цепь последовательно включались первичные обмотки катушек, а во вторичную обмотку, в зависимости от её параметров, могли включаться одна, две, три или более свечей. Индукционные катушки работали в режиме трансформатора, давая на выходе необходимое напряжение. Отметим, что независимо от Яблочкова Усагин изобрёл трансформатор промышленного типа.

C развитием техники переменных токов трансформаторы приобрели огромное значение. В 1882 г. был создан трансформатор, содержащий разное число витков в первичной и вторичной обмотках. C помощью него можно было получать на вторичной обмотке более высокое напряжение переменного тока. Сопротивление в первичной цепи (а следовательно, и силу тока) можно было регулировать, перемещая внутри катушек сердечники. Вскоре было замечено, что если вторичную и первичную катушки насадить на единый сердечник, то трансформатор будет работать гораздо лучше — потери энергии сократятся, а КПД повысится. Первый такой трансформатор с замкнутой магнитной системой был создан в 1884 г. английскими изобретателями Джоном Гопкинсоном (1849 — 1898) и Эдуардом Гопкинсоном (1859 — 1922).

В 1885 г. венгерский электротехник Миклош Дери (1854 — 1934) разработал совместно с коллегами несколько модификаций однофазных трансформаторов с замкнутыми магнитопроводами, конструкция которых наиболее близка к современным. Поскольку мощные трансформаторы испытывали при своей работе значительный перегрев, была разработана система их масляного охлаждения.

В 1889 г. русским учёным Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским (1861 — 1919) была предложена система трёхфазного переменного тока. Им также были изобретены первый трёхфазный трансформатор, трёхфазный генератор, трёхфазный асинхронный двигатель и трёхфазная линия электропередачи.

В настоящее время существует множество типов трансформаторов. Основной из них — силовой трансформатор (рис. 6.34).

Рис. 6.34

Его используют в ЛЭП. Кроме силовых, существуют трансформаторы, предназначенные для измерения больших напряжений и токов (измерительные трансформаторы), трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, импульсные трансформаторы и др.

Более подробно на сайте «История техники»

Предыдущая страницаСледующая страница

[Решено] Ток, протекающий через первичную обмотку тока

1. Нагрузка, подключенная к вторичной обмотке ТТ
2. Нагрузка, подключенная к главной цепи, к которой подключен ТТ
3. Нагрузка, подключенная к основной цепи, а также к вторичной цепи трансформатора тока
4. Не зависит от нагрузки главной цепи и нагрузки, подключенной к вторичной обмотке трансформатора тока

Вариант 2: нагрузка, подключенная к главной цепи, к которой подключен трансформатор тока 

Бесплатно

SSC JE: общий интеллект и рассуждения Бесплатный пробный тест

34,8 тыс. пользователей

20 вопросов

20 баллов

12 минут

• Измерительные трансформаторы классифицируются как трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, которые используются в системе электроснабжения для понижения токов и напряжений системы в целях измерения и защиты. Потому что реле и счетчики, используемые для защиты и учета, не рассчитаны на большие токи и напряжения.
• Трансформатор тока (ТТ) представляет собой измерительный трансформатор, в котором вторичный ток практически пропорционален первичному току и отличается от него по фазе идеально на ноль градусов.
• Первичный ТТ подключается последовательно с линией питания. Таким образом, ток через его первичную обмотку есть не что иное, как ток, протекающий по этой линии электропередачи.
• Первичный ток трансформатора тока не зависит от того, подключена ли нагрузка или нагрузка к вторичной обмотке, а также от значения импеданса нагрузки.

• Как правило, ТТ имеет очень мало витков первичной обмотки, тогда как вторичных витков много.
• Если N _p — число витков в первичной обмотке ТТ, а I _p — ток через первичную обмотку, то ампер-виток первичной обмотки равен N _p I _p AT.
• Если число витков вторичного и вторичного тока в этом трансформаторе тока равно N _с и I _с соответственно, то Вторичный Ампертур равен N _с I _с В.
• В идеальном ТТ первичный ампер-виток (АТ) точно равен по величине вторичному АТ

Скачать решение PDF

Поделиться в WhatsApp

Последние обновления SSC JE EE

Последнее обновление: 23 февраля 2023 г.

Комиссия по отбору персонала опубликует уведомление SSC JE EE 2023 26 июля 2023 года. Последний день подачи заявок — 16 августа 2023 года, а экзамен Paper I будет проведен в октябре 2023 года. Это соответствует календарю экзаменов. В 2022 году документ I SSC JE проводился с 14 ноября 2022 года по 16 ноября 2022 года. Кандидаты, которые сдадут экзамен, получат заработную плату в диапазоне от рупий до рупий. 35 400 / — до рупий. 1,12,400/-. Чтобы успешно пройти отбор, кандидаты могут обратиться к документам SSC JE EE за предыдущий год, чтобы оценить уровень экзамена.

Основы трансформаторов — Трансформаторы — Основы электроники

Трансформаторы

Трансформатор — это устройство, передающее электрическую энергию от одного цепь к другой за счет электромагнитной индукции. Электрическая энергия всегда передается без изменения частоты, но может включать изменения амплитуд напряжения и тока. Потому что работает трансформатор по принципу электромагнитной индукции, он должен использоваться с входное напряжение источника, изменяющееся во времени. Есть много видов власти подходящие под это описание; для простоты объяснения и понимания, Действие трансформатора будет объяснено с использованием синусоидального переменного напряжения в качестве источник ввода.

Компоненты трансформатора

В своей основной форме трансформатор состоит из:

• Первичная обмотка (катушка), которая получает энергию от источника переменного тока.
• Вторичная обмотка (катушка), которая получает энергию от первичной обмотки и подает ее на нагрузку.
• Сердечник, обеспечивающий путь для линий магнитного потока.

Первичная и вторичная катушки намотаны на материал сердечника определенного типа. В некоторых случаях витки проволоки наматывают на цилиндрическую или прямоугольную немагнитная форма. По сути, материал сердечника — воздух, а трансформатор — называется трансформатор с воздушным сердечником . Трансформаторы, используемые на низких частотах, такие как 50 и 60 Гц, требуют сердечника из магнитного материала с низким магнитным сопротивлением, обычно железо. Этот тип трансформатора называется трансформатором с железным сердечником .

Схематические обозначения трансформаторов

На рисунке ниже показаны типовые схематические обозначения трансформаторов. Символ для трансформатор с воздушным сердечником показан на виде А. Части В и С на рисунке показывают трансформаторы с железным сердечником. Полосы между катушками используются для обозначения железное ядро. Часто к трансформатору делают дополнительные подключения. обмотки в точках, отличных от концов обмоток. Эти дополнительные соединения называются нажимает . Когда кран подключен к центру обмотки, он называется центральным отводом . Вид C на рисунке ниже показывает схематическое изображение трансформатора с железным сердечником с центральным отводом.

Схематические обозначения различных типов трансформаторов.

Действие трансформатора без нагрузки

На рисунке ниже показан трансформатор с воздушным сердечником. Первичная обмотка подключен к источнику синусоидального переменного напряжения. Напряжение источника управляет ток через первичную обмотку и, будучи синусоидальным, подвергается непрерывному изменяется по величине и направлению. Магнитное поле (поток) накапливается (расширяется) и сжимается (сжимается) вокруг первичной обмотки. Изменяющееся магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, режет вторичную. обмотка. Наведенное напряжение (ЭДС) возникает в первичная и вторичная обмотки изменяющимся магнитным полем. Первичное индуцированное напряжение немного меньше чем напряжение источника, и они противоположны по полярности друг другу. Небольшая разница между напряжением источника и первичным наведенным напряжение достаточно велико, чтобы обеспечить протекание небольшого первичного тока, называется намагниченность , или возбуждение , ток , при вторичка не подключена к нагрузке.

Трансформатор без нагрузки.

Величина тока возбуждения определяется тремя факторами: (1) величина напряжения источника, (2) сопротивление провода первичной катушки и потери в сердечнике, и (3) реактивное сопротивление первичной обмотки, которое зависит от частоты возбуждающего тока. Эти два последних фактора управляется трансформаторной конструкцией.

Ток возбуждения выполняет две функции:

1. Большая часть энергии возбуждения используется для поддержания магнитного поля Главная.
2. Небольшое количество энергии используется для преодоления сопротивления провода и потери в сердечнике, которые рассеиваются в виде тепла (потери мощности).

Взаимосвязь первичной и вторичной фаз

Вторичное напряжение трансформатора может быть синфазным или в противофазе с первичным напряжением. Это зависит от направления в котором намотаны обмотки и расположение соединений во внешнюю цепь (нагрузку). Проще говоря, это означает, что два напряжения могут подниматься и опускаться вместе, или одно может подниматься, пока другое падает.

Трансформаторы, у которых вторичное напряжение совпадает по фазе с первичные называются трансформаторами с одинаковой обмоткой , а те в которых напряжения сдвинуты по фазе на 180 градусов, называются Трансформаторы разнообмоточные .

Точки используются для обозначения точек на условном обозначении трансформатора. которые имеют одинаковую мгновенную полярность (точки, находящиеся в фазе).

Использование точек, указывающих фазу, показано на рисунке ниже. В части (А) на рисунке первичная и вторичная обмотки намотаны сверху вниз по часовой стрелке, если смотреть сверху на обмотки. При построении таким образом верхний вывод первичного и верхнего лидерство вторичного имеют та же полярность, что и . На это указывает точки на символе трансформатора. Отсутствие фазовых точек указывает на изменение полярности.

Мгновенная полярность зависит от направления намотки.

Часть (B) рисунка иллюстрирует трансформатор, в котором первичная и вторичные намотаны в противоположных направлениях. Если смотреть сверху обмотки, первичная обмотка намотана по часовой стрелке сверху вниз. внизу, а вторичка намотана против часовой стрелки. Обратите внимание, что верхние лиды первичного и вторичного каналов имеют напротив полярности. На это указывают точки, расположенные на противоположных концах. символ трансформатора. Таким образом, полярность напряжения на клеммы вторичной обмотки трансформатора зависит от направления в вторичка намотана относительно первичной.

Коэффициент сцепления

Коэффициент связи трансформатора зависит от часть общей линии потока, которая пересекает как первичную, так и вторичную обмотки. В идеале все линии потока, генерируемые первичной обмоткой, должны пересекать вторичную обмотку. и все линии потока, генерируемого вторичной обмоткой, должны пересекать начальный. Тогда коэффициент связи будет равен единице (единице), а максимальный энергия будет передаваться от первичного к вторичному. В практичных силовых трансформаторах используются сердечники из кремнистой стали с высокой проницаемостью. и близкое расстояние между обмотками, чтобы обеспечить высокий коэффициент муфты.

Линии потока, создаваемые одной обмоткой, которые не связаны с другой обмотки называются поток рассеяния . Поскольку поток рассеяния, создаваемый первичка не режет вторичку, она не может индуцировать напряжение в вторичное. Следовательно, индуцированное во вторичной обмотке напряжение меньше чем это было бы, если бы потока рассеяния не существовало. Поскольку эффект потока рассеяния, чтобы снизить напряжение, наведенное во вторичной обмотке, эффект можно воспроизвести, предположив, что индуктор подключен последовательно с первичкой. Эта серия индуктивность рассеяния is Предполагается, что часть приложенного напряжения падает, оставляя меньшее напряжение по первичке.

Обороты и коэффициенты напряжения

Суммарное напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке трансформатор определяется главным образом коэффициентом числа витков в первичной к числу витков во вторичной, а по величина напряжения, подаваемого на первичку. См. рисунок ниже. Часть (А) на рисунке изображен трансформатор, первичная обмотка которого состоит из десяти витков провода, вторичная обмотка которого состоит из одного витка провода. Ты знаешь что по мере того, как линии потока, создаваемые первичным устройством, расширяются и сжимаются, они вырезали оба десять витков первичной обмотки и один виток вторичное. Так как длина провода во вторичной обмотке примерно такой же, как длина провода в каждом Включите первичную обмотку, напряжение 90 120 (ЭДС), индуцированное во вторичной обмотке, будет такое же, как напряжение (ЭДС), индуцированное в каждом витке первичной обмотки . Это означает, что при подаче напряжения на первичную обмотку 10 вольт, встречная ЭДС в первичке почти 10 вольт. Таким образом, каждый ход в первичная обмотка будет иметь наведенную встречную ЭДС, равную примерно одной десятой общее приложенное напряжение, или один вольт. Поскольку одни и те же линии потока пересекают витков как во вторичном, так и в первичном, каждый виток будет иметь в нем индуцируется ЭДС в один вольт. Трансформатор в части (А) рисунок ниже имеет только один виток во вторичной обмотке, таким образом, ЭДС на вторичка — один вольт.

Обороты трансформатора и коэффициенты напряжения.

Трансформатор, представленный в части (B) рисунка выше, имеет десятивитковую первичный и двухвитковый вторичный. Поскольку поток индуцирует один вольт на очередь, общее напряжение на вторичной обмотке равно двум вольтам. Уведомление что вольты на виток одинаковы как для первичной, так и для вторичной обмотки. обмотки. Поскольку встречная ЭДС в первичке равна (или почти) приложенного напряжения, пропорция может быть установлена, чтобы выразить значение напряжение, индуцированное с точки зрения напряжения, приложенного к первичной и количество витков в каждой обмотке. Эта пропорция также показывает соотношение между числом витков в каждой обмотке и напряжение на каждой обмотке. Эта пропорция выражается уравнение

где

N _p — число витков в первичной обмотке
V _p — напряжение, приложенное к первичной обмотке
V _с — напряжение, наведенное во вторичной обмотке
N 90 во вторичном

Обратите внимание, что уравнение показывает, что отношение вторичного напряжения к первичному напряжению равно отношению вторичных витков к первичному повороты. Уравнение можно записать как

Следующие формулы выводятся из приведенного выше уравнения:

Если известны любые три из величин в приведенных выше формулах, четвертая величина может быть вычислена.

Пример
Трансформатор имеет 200 витков в первичной обмотке, 50 витков во вторичной обмотке и 120 витков во вторичной обмотке. вольт, приложенных к первичной обмотке ( В _р ). Какое напряжение через вторичное ( В _с )?

Решение:

Трансформатор в приведенной выше задаче имеет меньше витков во вторичной обмотке, чем в первичке. В результате напряжение на вторичной обмотке меньше. чем на первичке. Трансформатор, в котором напряжение на на вторичной обмотке меньше, чем напряжение на первичной называемый понижающим трансформатором . Соотношение шага вниз четыре к одному трансформатор пишется как 4:1. Трансформатор с меньшим количеством витков первичном, чем во вторичном, будет создавать большее напряжение на вторичного, чем напряжение, приложенное к первичному. трансформатор в котором напряжение на вторичной обмотке больше, чем напряжение применяется к первичной называется повышающий трансформатор . Соотношение повышающего трансформатора «один на четыре» следует записать как 1:4. Уведомление в двух соотношениях номинал первичной обмотки всегда указывается первым.

Влияние нагрузки

Когда сопротивление нагрузки подключено к вторичной обмотке (рисунок ниже), напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, вызывает протекание тока во вторичной обмотке. Этот ток создает поле потока вокруг вторичный (показан пунктирными линиями), который противостоит потоку поле о первичном (закон Ленца). Таким образом, поток о вторичном отменяет часть потока относительно первичного. Суммарный поток в ядре трансформатор является общим как для первичной, так и для вторичной обмотки. При меньшем потоке, окружающем обмотки, первичная и вторичная индукция напряжения снижаются. Снижение первичного индуцированного напряжения увеличивает разницу между напряжением источника и первичным наведенным напряжением, тем самым позволяя протекать большему первичному току. Дополнительный ток в первичной обмотке генерирует больше линий потока, почти восстанавливая исходное количество общих линий потока.

Простой трансформатор, показывающий соотношение потоков первичной и вторичной обмотки.

Обороты и коэффициенты тока

Количество силовых линий, развитых в ядре, пропорционально сила намагничивания (в ампер-витках) первичной и вторичной обмоток. Ампер ( I × N ) является мерой магнитодвижущей силы. сила; определяется как магнитодвижущая сила, развиваемая одним ампер тока, протекающего по катушке с одним витком. Поток, существующий в сердечник трансформатора окружает как первичную, так и вторичную обмотки. Поскольку поток одинаков для обеих обмоток, ампер-витки в обеих первичная и вторичная обмотки должны быть одинаковыми.

Поэтому:

где

I _п Н _р — ампер-витки в первичной обмотке

Разделив обе части уравнения на I _p N _s , вы получаете:

С

затем

где

V _P — Напряжение, применяемое к первичному
V _S — Напряжение во вторичном
I _P — Curine On Purpary

I _S — Currenty
I 111111550 S — Currenty
I 11111150 S. — Current
I 1111550.

Обратите внимание, что уравнения показывают, что коэффициент текущей ликвидности является обратным отношение витков и отношение напряжения. Это означает, что трансформатор, имеющий меньше витков во вторичной обмотке, чем в первичной, приведет к понижению напряжение, но увеличит ток.

Пример:
Трансформатор имеет отношение напряжения 6:1. Найдите ток в вторичный, если ток в первичном 200 мА.

Решение:

Транспонирование для I _s :

Замена:

В приведенном выше примере показано, что хотя напряжение на вторичной обмотке составляет одну шестую напряжения на первичной обмотке, ток во вторичной в шесть раз больше тока в первичной обмотке.

На приведенные выше уравнения можно посмотреть с другой точки зрения. Выражение

называется коэффициентом трансформации витков и может быть выражен как единый фактор. Помните, соотношение оборотов указывает сумму на трансформатор увеличивает или уменьшает приложенное напряжение к первичке. Например, если вторичная обмотка трансформатора имеет в два раза больше витков, чем в первичной обмотке, индуцированное напряжение во вторичке будет в два раза больше напряжения на первичке. Если во вторичной обмотке вдвое меньше витков, чем в первичной, то напряжение на вторичной обмотке будет половина напряжения на первичной. Однако коэффициент витков и коэффициент тока трансформатора имеют обратное отношение. Таким образом, повышающий трансформатор 1:2 будет иметь половину ток во вторичке как в первичке. Понижающий трансформатор 2:1. ток во вторичной обмотке будет в два раза больше, чем в первичной.

Соотношение мощностей между первичной и вторичной обмотками

Как только что было объяснено, коэффициент трансформации трансформатора влияет на ток. а также напряжение. Если напряжение во вторичной обмотке удвоится, ток на вторичке вдвое меньше. И наоборот, если напряжение уменьшается вдвое в во вторичной обмотке ток удваивается. Таким образом, вся мощность, подводимая к первичной обмотке источником, также передается к нагрузке вторичным (минус мощность, потребляемая вторичным трансформатора в виде потерь).