Принцип действия трансформатора.

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.

Отношение действующих ЭДС в обмотках определяется выражением

E1 / E2 = w1 / w2, где

w1 и w2 число витков в первой и второй обмотках

Если пренебречь падениями напряжения в обмотках трансформатора, которые обычно не превышают 3-5 % от номинальных значений U1 и U2, и считать E1≈U1 и E2≈U2, то

U1 / U2 ≈ w1 / w2 .

Следовательно, подбирая соответствующим образом числа витков обмоток, при заданном напряжении U1 можно получить желаемое напряжение U2. Если необходимо повысить вторичное напряжение, то число витков w2 берут больше числа w1; такой трансформатор называют повышающим. Если требуется уменьшить напряжение U2, то число витков w2 берут меньшим w1; такой трансформатор называют понижающим.

Отношение ЭДС Eвн обмотки высшего напряжения к ЭДС Енн обмотки низшего напряжения (или отношение их чисел витков) называют коэффициентом трансформации

. Коэффициент n всегда больше единицы.

Полная мощность потребляемая из сети

S1 = U1 I1 ,

практически полностью выделяется на нагрузке

S1 = U1 I1 ≈ S2 = U2 I2 .

Поэтому соотношения между токами и напряжениями на первичной и вторичной обмотках трансформатора.

U1 / U2 = I2 / I1 = w1 / w2 = n .

Основные конструктивные элементы.

Основными частями конструкции трансформатора являются:

- магнитопровод

- обмотки

- каркас для обмоток

- изоляция

- система охлаждения

- прочие элементы (для монтажа, доступа к выводам обмоток, защиты трансформатора и т.п.)

Обозначение на принципиальных схемах.

Центральная толстая линия соответствует сердечнику, 1 — первичная обмотка (обычно слева), 2,3 — вторичные обмотки. Число полуокружностей в очень грубом приближении символизирует число витков обмотки (больше витков — больше полуокружностей, но без строгой пропорциональности).