Меню

Ток первичной обмотки трансформатора уменьшился это вызвано

Увеличение тока вторичной и первичной обмотки

Увеличение нагрузки во вторичной цепи означает, что растёт потребляемый ток при неизменном напряжении вторичной цепи. Сопротивление нагрузки уменьшаем, уменьшаем, уменьшаем.. . вплоть до К. З. Ток в нагрузке растёт, растёт, растёт и увеличивается одновременно ток самоиндукции в первичной цепи, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления первичной обмотки. Меньше сопротивление- больше ток при неизменном напряжении в первичной обмотки.
Практически это выглядит так: Трансформатор 220-12 вольт. По 12 вольтам я делаю К. З. , а вылетает предохранитель в цепи 220 вольт. Вот такое объяснение на пальцах.

4. формулы действующиx значений эдстр-ра. В каком случае эдс в первичной и вторичной равны.

5. Принцип работы в режиме холостого хода. Режимом холостого хода называется режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке (рис. 2.5). При питании первичной обмотки от источника синусоидального напряжения U1 ток первичной обмотки i1x (МДС ) вызывает в магнитопроводе синусоидальный магнитный поток Ф, который, пронизывая обмотки с числами витков и , наводит в них согласно закону электромагнитной индукции ЭДС е1 и e2.

Действующие значения этих ЭДС т. е. ЭДС в обмотках пропорциональны числам витков.

Коэффициент трансформации. Коэффициентом трансформации называется отношение номинального высшего напряжения трансформатора к номинальному низшему напряжению:

(2.2) причем под номинальными на­пряжениями понимаются номинальные напряжения в режиме холостого хода. Так как в этом режиме (падение напряжения в обмотке мало, так как ток холостого хода I1x много меньше номинального), a E2=U2, то для понижающего трансформатора (U1>U2)

По формулам (2.1),(2.2),(2.3) можно рассчитать основные параметры трансформатора: коэффициент трансформации, действующие ЭДС, витки и магнитный поток.

ЭДС рассеяния и напряжения рассеяния. Некоторая часть потока, называемая потоком рассеяния , не замыкается по магнитопроводу, хотя и охватывает первичную обмотку – эта часть потока наводит в первичной обмотке ЭДС рассеяния , которую можно представить падением напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния , где , α — потокосцепление рассеяния первичной обмотки. Действительно, или в комплексной форме .

Уравнение электрического состояния первичной обмотки. Будем рассматривать первичную обмотку трансформатора как приемник электрической энергии. При такой трактовке функции обмотки выберем положительное направление ЭДС против положительного направления тока i, показанного на рис. 2.5. Изменение направления ЭДС на схеме равнозначно изменению фазы ЭДС на 180° или изменению знака в законе электромагнитной индукции, который в этом случае принимает вид: или для ЭДС самоиндукции , и ЭДС опережает по фазе магнитный поток на 90°.

Уравнение, записанное для контура первичной обмотки по второму закону Кирхгофа (рис. 2.5):

где — падение напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки; падение напряжения на сопротивлении рассеяния первичной обмотки. То же уравнение в комплексной форме:

Векторная диаграмма трансформатора.

Векторная диаграмма работающего в режиме холостого хода трансформатора (рис. 2.6) построена на основании уравнения (1.4). С нулевой начальной фазой выбран магнитный поток, т.е. . Ток опережает по фазе магнитный поток на угол потерь .

Относительно вектора с опережением на угол 90° построены векторы ЭДС и ,так как в комплексной форме ЭДС и поток при выбранном направлении ЭДС связаны соотношением .

Вектор на основании уравнения (2.4) равен сумме векторов (последний совпадает по фазе с вектором ) и (опережает вектор тока на угол 90°).

Схема замещения трансформатора

Схема замещения трансформатора для режима холостого хода (а — последовательная, б — параллельная)

В эквивалентной схеме трансформатора, приведенной на рисунке :

r1 — активное сопротивление первичной обмотки
LS1 — индуктивность, характеризующая поток рассеяния первичной обмотки
r — сопротивление активных потерь в магнитопроводе
L — основная индуктивность первичной обмотки

Iμ – ток, создающий основной магнитный поток (ток намагничивания)

Ia – ток активных потерь в сердечнике

I10 = Ia + Iμ — ток холостого хода трансформатора.

Источник

Тесты по предмету электроснабжение промышленных предприятий

1. Все процессы, связанные с измерениями, исследуются отраслью знаний, называемой?

C . Метрология

2. Познавательный процесс, под которым понимается процесс получение

информации о количественном значение физической величины это?

A .Измерение

3.Техническое средство, используемое при измерении и имеющее нормированные метрологические свойства это?

B .Измерительный прибор

E .Средство измерений

4.Средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия наблюдателя — это?

B .измерительный механизм

D .Измерительный прибор

5.Приспособление для установки стрелки в нулевое положение…

C .Корректор

E .Отсчетное устройство

6.Средство измерений предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера -это..

B .Мера

7.Информация получаемая о значениях измеряемых физических величин, получаемых при помощи средств измерений называется

A .Измерительная информация

C .Преобразовательная информация

D .Вспомогательная информация

8.Разность между показателями прибора и действительным значением измеряемой величины — это

A . Абсолютная погрешность

B .Приведенная погрешность

C .Действительное значение

D .номинальное значение

E .Относительная погрешность

9.Отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины называется

A .Номинальное значение

B . Приведенная погрешность

C . Погрешность прибора

D . Относительная погрешность

10.Отношение абсолютной погрешности к номинальному показанию прибора называется

A . Погрешность прибора

B .Приведенная погрешность

C . Относительная погрешность

E .Цена деления шкалы

11.Отклонение показания прибора от действительного значения измеряемой величины называется

A . Абсолютная погрешность

B . Относительная погрешность

C .Погрешность прибора

D . Приведенная погрешность

E .Номинальное значение

12. Параметр измерительного прибора, который представляет собой отношение изменения сигнала на выходе прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины — это

B .Перегрузочная способность

C .Степень успокоения

D .Класс точности

E .Чувствительность

13. Как обозначаются начала первичной обмотки трехфазного трансформатора?

C) A , B , C

14. Как соединены первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформа-

тора, если трансформатор имеет 11 группу (Y — звезда, Δ — треугольник)?

A) Y/ Δ

E )обмотки расщеплены

15.Прибор, который автоматически вырабатывает дискретные сигналы измерительной информации это

B .Прибор прямого действия

E .Цифровой

16.Прибор, который позволяет только отсчитывать показания, называется

C .Показывающий

17.На каком законе электротехники основан принцип действия трансформатора?

A ) На законе электромагнитных сил.

B) На законе Ома.

C) На законе электромагнитной индукции.

D) На первом законе Кирхгофа.

E) На втором законе Кирхгофа.

18.Что преобразует трансформатор?

A ) Величину тока.

B) Величину напряжения.

D) Величины тока и напряжени

E ) Величину проводимости

19.Что произошло с нагрузкой трансформатора, если ток первичной обмотки уменьшился?

A) Осталась неизменной.

C) Уменьшилась.

D) Сопротивление нагрузки стало равным нулю.

E)Сопротивление нагрузки стало равным единице

20. Почему сердечник трансформатора выполняют из электротехнической

A ) Для уменьшения тока холостого хода.

B) Для уменьшения намагничивающей составляющей тока холостого

C) Для уменьшения активной составляющей тока холостого хода.

D) Для улучшения коррозийной стойкости.

E) для увеличения активной составяляющей тока холостого хода

21.Какой магнитный поток в трансформаторе является переносчиком электрической энергии?

A ) Магнитный поток рассеяния первичной обмотки.

B) Магнитный поток рассеяния вторичной обмотки.

C) Магнитный поток вторичной обмотки.

D) Магнитный поток сердечника.

E ) Магнитный поток первичной обмотки

22.Как передается электрическая энергия из первичной обмотки автотрансформатора во вторичную?

A ). Электрическим путем

B) Электромагнитным путем.

C) Электрическим и электромагнитным путем.

D) Как в обычном трансформаторе.

E ) не передается вообще

23. Два трансформатора одинаковой мощности Тр1 и Тр2, подключенные к одной питающей сети переменного тока, включены параллельно и работают на общую нагрузку. Коэффициенты трансформации обоих трансформаторов одинаковы, а напряжение короткого замыкания трансформатора Тр1 больше, чем напряжение короткого замыкания трансформатора Тр2 ( U 1к1> U 1к2). Что будет происходить с трансформаторами:

A) Будут перегреваться оба трансформатора.

B) Будет перегреваться Тр2.

C) Оба трансформатора будут нормально работать.

D) Будет перегреваться Тр1.

E) В нагрузке не будет никакого тока, т.е. оба трансформатора не будут работать.

24.Изменится ли магнитный поток в сердечнике трансформатора, если во вторичной обмотке ток возрос в 3 раза:

A) Увеличится в 3 раза.

B) Уменьшится в 3 раза.

C) Не изменится .

D) Уменьшится в 9 раз.

E) Увеличится в 9 раз.

25.Показатель, характеризующий отноше-ние средней активной мощности отдельного приёмника (или группы их) к её номинальному значению (Рс/Рном = ) называется:

Читайте также:  Датчик удара ток потребления

А) коэффициентом загрузки

В) коэффициентом формы

С) коэффициентом максимума

D) коэффициентом заполнения графика активной нагрузки

Е) коэффициентом использования актив-ной мощности

26.Разность между показаниями приборов и действительным значением величины называют.

A) косвенная погрешность

B) относительная погрешность

C) приведенная погрешность

D) основная погрешность

E) абсолютная погрешность

27.В какие сроки проводится поверка знаний техники безопасности?

A) 1 раз в 3 года

B) 1 раз в 5 лет

D) 1 раз в 2 года

Е) 1 раз в год

28. Каким прибором измеряют сопротивление изоляции электрооборудования?

C) мегомметром

29.Назначение трансформаторного масла?

A) для защиты от коррозии

B) для охлаждения

C) для уменьшения потока рассеяния

E)для увеличения магнитного потока

30.Единица измерения мощности электрических двигателей:

E) кВт

31. Расчетные токи к. з. служат для выбора:

A) токовых установок

B) сопротивления заземлителей

C) критического пролета

D) мощности трансформатора

E) сечения проводов

32. Наиболее опасный ток короткого замыкания:

E) межфазный

33. Перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом допускаются для потребителей:

A) 1-й и 3-й категории

B) 2-й и 3-й категории

C) 2-й категории

D) 1 -й категории

34. Устройство, оборудование которого расположено в помещении:

A) КРУ( Конструкция распределительных устройств)

C) ЗРУ( Закрытые распределительные устройства)

E) ОРУ (открытые распределительные устройства)

35. Наибольшая надежность в электроснабжении достигается:

A) резервированной радиальной линии

B) не резервированной радиальной линии

C) не резервированной магистральной линии

D) комбинированной линии

E) резервированной магистральной линии

36.Устройство, оборудование которого расположено в помещении:

C) ЗРУ

37.Напряжение выше 1000В:

A) 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750, 1150кВ

B) 35, 10, 48, 220, 380, 500, 750, 1000, 1150кВ

C) 6, 12, 24, 48, 110, 220, 380, 500, 750, 1150кВ

D) 10, 35, 110,220, 330, 380, 500, 750, 1150кВ

E) 12, 24, 33, 48, 250, 330, 550, 750, 1150кВ

38. В масляных трансформаторах основной изоляцией является:

A) газообразные тела

B) масло в сочетании жидкими селами

C) специально обработанная бумага

D) масло в сочетании аморфными металлами

E) масло в сочетании с твердыми диэлектриками

39.Для чего предназначены разрядники?

A) для защиты от перенапряжения

B) для гашения дуги

C) для ограничения токов коротког о замыкания

D) для сглаживания сверхтоков

E) для преобразования напряжения

40. Для проводников обмотки используется.

Источник

Трансформаторы

Трансформатор — неподвижный (статический) электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

Простейший трансформатор состоит из замкнутого ферромагнитного сердечника и двух обмоток. Обмотка, подключенная к генератору, называется первичной. Обмотка, к которой подключена нагрузка, называется вторичной.

Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции.Переменный ток, протекающий по первичной обмотке, создает в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток Ф, который, пронизывая обмотки. индуктирует в каждом витке некоторую э. д. с. (Е). Действующее значение э. д. с., определяется по формуле

Image

где Е-действующеезначение э.д. с.;

Φm-амплитудное значение магнитного потока, вб.

Если принять число витков ω=1, то E=4,44fΦm

Простейший трансформатор

Электродвижущие силы, наводимые магнитным потоком Φ, в обмотках трансформатора будут, очевидно, пропорциональны количеству витков. Если числа витков первичной и вторичной обмоток обозначить соответственно ω1 и ω2, то для действующего значения э. д. с. самоиндукции первичной обмотки (Е1) будем иметь Е11Е, аналогично э. д. с. взаимоиндукции вторичной обмотки Е22Е.

коэффициент трансформации

называют коэффициентом трансформации и обозначают буквой К:

коэффициент трансформации2

Если трансформатор не нагружен ( т. е. цепь вторичной обмотки разомкнута), то напряжение на ее зажимах равно э. д. с. (U2=E2). В тоже время, поскольку первичная обмотка обладает относительно большим индуктивным сопротивлением и ток потребляемый ею от сети, невелик, можно пренебречь падением напряжения на ее активном сопротивлении. Тогда приложенное к первичной обмотке напряжение будет численно равно э. д. с . самоиндукции (U1≈E1). Итак при отсутствии нагрузки U1≈E1 и U2=E2. Следовательно, отношение Е12 можно заменить отношением U1/U2, т. е.

коэффициент трансформации3

Таким образом, коэффициент трансформации есть отношение напряжения на зажимах первичной обмотки к напряжению на зажимах вторичной обмотки при отсутствии нагрузки ( или, как принято говорить, при холостом ходе трансформатора).

В зависимости от величины коэффициента трансформации трансформаторы подразделяются:

— на повышающие ω1 ω2; U1>U2; К>1;

Анализ работы трансформатора.

анализ работы трансформатора

1. Режим холостого хода

В этом режиме вторичная обмотка разомкнута. Переключатель находится в положении 1.Ток потребляемый первичной цепью минимален и называется током холостого хода. Магнитное поле вокруг первичной обмотки называется магнитным полем холостого хода.Этот режим безвреден для трансформатора.

2. Работа трансформатора в режиме нагрузки

Включим переключатель в положение 2, при этом трансформатор из режима холостого хода переходит в режим нагрузки. По вторичной обмотке протекает ток I2, магнитный поток которого согласно закону Ленца направлен против магнитного поля первичной обмотки Φ. В результате этого магнитный поток Φ в первый момент уменьшается, что вызывает уменьшение э. д. с. самоиндукции Е1 в первичной обмотке трансформатора. Поскольку приложенное напряжение U1 (сети, генератора) при этом остается неизменным, то электрическое равновесие между напряжением и э. д. с. самоиндукции нарушается и происходит увеличение тока в первичной обмотке. Увеличение тока приводит к увеличению магнитного потока, что в свою очередь вызывает увеличение э. д. с. самоиндукции. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не восстановится электрическое равновесие между приложенным напряжением и э. д. с. самоиндукции. Но при этом ток первичной обмотки будет больше, чем при холостом ходе, т. е. суммарный магнитный поток первичной и вторичной обмоток трансформатора в режиме нагрузки равен магнитному потоку первичной обмотки в режиме холостого хода.

Итак, в режиме нагрузки, т. е. при появлении вторичного тока, первичный ток возрастает, во вторичной обмотке создается падение напряжения и вторичное напряжение уменьшается. При уменьшении нагрузки, т. е. при уменьшении вторичного тока, размагничивающее действие вторичной обмотки уменьшается, магнитный поток в сердечнике в первый момент возрастает и соответственно возрастает э. д. с. самоиндукции Е1. Электрическое равновесие между U1 и Е1 нарушается, ток в первичной обмотке уменьшается, При этом происходит уменьшение магнитного потока и э. д. с. самоиндукции. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не восстановится временно нарушенное электрическое равновесие между U1 и Е1, но при меньшем токе I1.

Итак, уменьшение тока I2 приводит к уменьшению тока I1, падение напряжения во вторичной обмотке трансформатора уменьшается и вторичное напряжение возрастает.

Всякое изменение вторичного тока вызывает изменение первичного тока, направленное на поддержание в сердечнике трансформатора постоянного по величине магнитного потока.

А теперь включим переключатель в положение 4.

Сопротивление вторичной цепи практически будет равным нулю. Ток вторичной цепи будет максимальным, магнитное поле вторичной обмотки будет максимальным. Магнитное поле первичной обмотки уменьшится и станет минимальным, следовательно и индуктивное сопротивление первичной обмотки станет минимальным.Ток потребляемый первичной цепью возрастет до максимума. Такой режим называется режимом короткого замыкания. Этот режим опасен для трансформатора и всей цепи. Для защиты от КЗ устанавливают предохранители в первичной или во вторичной цепи.

Может ли трансформатор получить выигрыш в мощности?

Мощность развиваемая в первичной цепи равна произведению U1*I1 во вторичной цепи U2*I2. Трансформатор выигрыша в мощности не дает так как всякое увеличение напряжения с помощью трансформатора сопровождается соответствующим уменьшением тока, т. е. во сколько раз трансформатор увеличит напряжение во столько раз он уменьшит величину тока во вторичной цепи. В понижающем трансформаторе во сколько раз трансформатор уменьшит напряжение во столько раз увеличит величину тока во вторичной цепи.

Читайте также:  Ток разряда для литиевых батарей

К. п. д. трансформатора

К. п. д. это отношение вторичной мощности P2 к первичной P1 ( полезной мощности к потребляемой) выраженной в %.

к. п. д. трансформатора

Например к. п. д. трансформатора 90% это значит что 90% энергии полученной первичной обмоткой от источника тока переходит во вторичную обмотку и 10% теряется в трансформаторе на активном сопротивлении трансформатора. Наличие потерь приводит к тому, что мощность выделяемая в нагрузке вторичной обмотки трансформатора, всегда меньше мощности, которую потребляет первичная обмотка.

Потери энергии в трансформаторе состоят из потерь в сердечнике и потерь в обмотках. К потерям в сердечнике относятся потери на магнитный гистерезис и потери на вихревые токи. Потери в обмотках обусловлены обычным нагревом обмоток током.

К. п. д. мощных стационарных трансформаторов бывает до 99%. К. п. д. маломощных трансформаторов, применяемых в аппаратуре связи принимается за 80%.

Устройство трансформатора

1.Обмотки

Для производства обмоток трансформаторов применяются обмоточные провода они медные и имеют изоляцию.

ПЭЛ- провод эмалированный лакостойкий

ПЭВ-провод эмалированный высокопрочный

ПЭЛ рассчитан на температуру до 90 0 , кратковременно 105 0 ; ПЭВ до 105 0 , кратковременно до 125 0

Обмотки наматываются на каркас ( пластмасса, текстолит, гетинакс, картон), бывает и бескаркасная намотка. Конец провода обмотки должен быть закреплен. Обмотки наматываются рядами виток к витку. После каждого ряда прокладывается изоляция (полоска конденсаторной или кабельной бумаги), чтобы не было пробоя. Второй конец обмотки тоже должен быть закреплен. После намотки первой обмотки прокладывается изоляция получше, например полоска из лакоткани, затем наматывается следующая обмотка. Обмотки наматываются одна на другую.Часто при производстве трансформаторов первичную и вторичную обмотки делят на секции.При этом магнитное поле первичной обмотки лучше охватывает вторичную обмотку.

2. Сердечники

Сердечники бывают: стержневые, броневые и тороидальные.

Устройство трансформатора

Для производства сердечников часто применяется трансформаторная сталь разных марок. Сердечник набирается из тонких стальных пластин изолированных друг от друга. В качестве изоляции часто применяется окись (окалина), образующаяся на поверхности пластин при их нагреве при высокой температуре. Если сердечник делать не из отдельных изолированных друг от друга пластин, а из двух сложенных кусков, то сердечник будет раскалятся вихревыми токами. Вихревые токи отдельных пластин малы и в целом сердечник нагревается незначительно. Сердечник трансформатора должен быть хорошо сжат, чтобы не гудел. Лучшим способом сжатия является сжатие с помощью шпилек с гайками. Часто применяют сжатие с помощью скобы, охватывающий сердечник.

Сердечники из трансформаторной стали плохо намагничиваются в слабых магнитных полях. Поэтому на низких звуковых частотах применяют сердечники из пермаллоя. Пермаллой это сплав из никеля, молибдена, хрома, марганца, меди, кремния и железа.

В цепях токов высоких частот применяются сердечники из феррита. Феррит — это магнитодиэлектрик т. е. диэлектрик обладающий магнитными свойствами. Он изготавливается из окислов металлов в виде порошка перемешанных со смолой или полистиролом.

Источник

Рабочий процесс трансформатора

§ 82. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ТРАНСФОРМАТОРА

При холостом ходе трансформатора (нагрузки нет) вторичная обмотка его разомкнута и тока в этой обмотке нет. В первичной об­мотке при этом протекает ток холостого хода I, который много меньше тока этой обмотки при номинальной нагрузке трансформа­тора. Ток холостого хода возбуждает переменный магнитный поток, который замыкается по магнитопроводу и индуктирует в первично и вторичной обмотках э.д.с, зависящие от числа витков этих обмоток ω1и ω2, амплитуды магнитного потока Фт (вб) и частоты ег изменения f. Действующие значения э. д. с. первичной E1и вторичной Е2 обмоток:

Если, например, в магнитопроводе трансформатора, включенно­го в сеть переменного тока с частотой f=50 гц, возбужден магнит­ный поток с амплитудой Фт=0,001 вб, то при числах витков обмоток ω1=572 и ω2= 108 действующие значения э. д. с. обмоток равны:

Так как при холостом ходе во вторичной обмотке тока нет, то на­пряжение на зажимах этой обмотки равно э. д. с, т. е. U2=E2. В пер­вичной обмотке протекает небольшой ток холстого хода и напряже­ние этой обмотки незначительно отличается от э.д. с, т. е. U1≈E1. Отношение напряжений на зажимах первичной и вторичной обмо­ток трансформатора при холостом ходе (без нагрузки) называется коэффициентом трансформации и обозначается буквой К, т. е.

Таким образом, если в трансформаторе первичная и вторичная обмотки имеют различное число витков, то при включении первич­ной обмотки в сеть переменного тока с напряжением U1 на зажи­мах вторичной обмотки возникает напряжение U2, не равное напря­жению U1.

Если, например, первичная обмотка трансформатора с числом витков ω1 — 880 включена в сеть с напряжением U1=220 в, то на­пряжение на зажимах вторичной обмотки ω2=48 определится из следующего соотношения:

Если вторичную обмотку трансформатора замкнуть на какой-либо приемник электрической энергии (рис. 101), то во вторичной Цепи будет протекать ток I2, а в первичной обмотке ток I1, который может быть представлен геометрической суммой тока холостого хода и нагрузочного тока.

Первичная и вторичная обмотки трансформатора электрически не соединены. Однако надо иметь в виду, что за счет магнитной связи между этими обмотками изменение тока во вторичной об­мотке I2 вызывает соответствующее изменение тока первичной обмотки I1. Если увеличится ток во вторичной обмотке, то увеличится ток и в первичной обмотке. Наоборот, при уменьшении тока во вторичной обмотке, уменьшится ток и в первичной обмотке. Если разомкнуть вторичную обмотку, то ток в ней станет равным нулю, а в первичной обмотке уменьшится до малой величины (ток холо­стого хода I).

По первичной и вторичной обмот­кам при нагрузке протекают числен­но неравные токи. Если пренебречь потерями мощности в трансформаторе, то мощность, отдаваемая тран­сформатором приемнику энергии U2I2, равна мощности, потребляемой из сети источника энергии U1I1т. е.

откуда: и

Пренебрегая падением напряжения в сопротивлениях первич­ной обмотки трансформатора, можно допустить, как это было по­казано выше, при любой его нагрузке приближенное равенство аб­солютных величин приложенного напряжения U1 и уравновешива­ющей это напряжение э. д. с.первичной обмотки, т. е.

На основании этого равенства можно сказать, что при неиз­менном по величине приложенном напряжении U1 будет приблизи­тельно неизменной э. д. с. E1, индуктируемая в первичной обмотке трансформатора при любой его нагрузке. А так как э.д.с, Е1 зави­сит от магнитного потока Фт, то и магнитный поток в магнитопроводе трансформатора при любом изменении нагрузки будет приблизительно неизменным.

Таким образом, при неизменном приложенном напряжении ам­плитуда магнитного потока в сердечнике трансформатора практи­чески неизменна при любом изменении нагрузки.

Ток I2, протекающий по вторичной обмотке при нагрузке транс­форматора, создает свой магнитный поток, который согласно за­кону Ленца направлен встречно магнитному потоку в сердечнике, стремясь его уменьшить. Чтобы результирующий магнитный поток в сердечнике остался неизменным, встречный магнитный поток вторичной обмотки должен быть уравновешен магнитным потоком первичной обмотки.

Следовательно, при увеличении тока вторичной обмотки I2 возрастает размагничивающий магнитный поток этой обмотки и од­новременно увеличиваются как ток первичной обмотки I1, так и магнитный поток, создаваемый этим током. Так как магнитный поток первичной обмотки уравновешивает размагничивающий по­ток вторичной обмотки, то результирующий магнитный поток в сердечнике оказывается неизменным.

В понижающем трансформаторе напряжение первичной обмот­ки U1 больше напряжения вторичной обмотки U2 в К раз, следо­вательно, и сила тока вторичной обмотки I2 больше силы тока пер­вичной обмотки I1 также в К раз. В повышающем трансформато­ре имеет место обратное соотношение между напряжениями его обмоток и между силами токов в них.

Если, например, включить на полную нагрузку трансформатор, напряжения первичной и вторичной обмоток которого равны U1 = 220 в, U2=24 в, то при номинальной силе тока первичной обмотки I1=3 а сила тока во вторичной обмотке

Таким образом, в обмотке с более высоким напряжением сила тока меньше, чем в обмотке с более низким напряжением. Поэтому обмотка с более высоким напряжением имеет большее число витков и наматывается из провода с меньшим поперечным сечением, чем обмотка с более низким напряжением.

Читайте также:  Формула по которой определяется сила сварочного тока

При работе трансформатора под нагрузкой в первичной и во вторичной его обмотках протекают токи, создающие потоки рас­сеяния, Фs1 и Фs2, Эти магнитные потоки сцеплены только с вит­ками той обмотки, током которой они создаются, и всегда много меньше основного магнитного потока Ф, замыкающегося по магнитопроводу трансформатора (по стали), так как потоки рассея­ния проходят в немагнитной среде. Потоки рассеяния индуктиру­ют в обмотках э. д. с. рассеяния, которые в небольшой степени из­меняют напряжение вторичной обмотки трансформатора при изме­нении его нагрузки.

Чтобы не устанавливать отдельный трансформатор на каждое рабочее напряжение, целесообразно на одном трансформаторе вы­полнить несколько вторичных обмоток с различным числом витков. Такие трансформаторы, называемые многообмоточными, широко применяют в радиоприемниках, телевизорах, усилителях и другой аппаратуре, требующей для питания несколько переменных напря­жений различной величины. Соотношения количества витков об­моток определяются их напряжениями, т. е.

Ток в первичной обмотке равен суммарному току всех вторич­ных обмоток:

Изменение тока в любой вторичной обмотке вызывает соответ­ствующее изменение тока первичной обмотки. При этом происходит некоторое изменение напряжения всех вторичных обмоток трансформатора, т. е. напряжение любой вторичной обмотки за­висит от тока как в этой обмотке, так и в любой другой вторичной обмотке трансформатора.

Источник



Ток первичной обмотки трансформатора уменьшился это вызвано

§ 83. Рабочий процесс трансформатора

При работе трансформатора под нагрузкой (рис. 104) в первичной и во вторичной его обмотке протекают токи, создающие потоки рассеяния Φs1 и Φs2. Потоки рассеяния сцеплены только с витками той обмотки, током которой они создаются, и всегда много меньше основного магнитного потока Φo, замыкающегося по магнитопроводу трансформатора (по стали), так как потоки рассеяния проходят через немагнитную среду.

Основной магнитный поток Φo, пронизывая витки первичной и вторичной обмоток, индуктирует в них э. д. с., зависящие от числа витков обмотки, амплитуды магнитного потока и частоты его изменения. Действующие значения э. д. с. обмоток:

где Е1 и Е2 — действующие значения э. д. с. первичной и вторичной обмоток;
ω1 и ω2 — числа витков этих обмоток;
f — частота тока;
Φm — амплитуда (наибольшее значение) магнитного потока в сердечнике, вб.
Так как потоки рассеяния и падения напряжения в сопротивлениях обмоток трансформатора очень малы, то приближенно можно считать, что напряжения на зажимах первичной U1 и вторичной U2 обмоток равны э. д. с. этих обмоток, т. е. U1 = E1 и U2 = E2.
При холостом ходе трансформатора оба напряжения практически не отличаются по величине от соответствующих э. д. с. По этой причине отношение напряжений на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора при холостом ходе (без нагрузки) называется коэффициентом трансформации и обозначается буквой K, т. е.

Таким образом, если в трансформаторе первичная и вторичная обмотки имеют различное число витков, то при включении первичной обмотки в сеть переменного тока с напряжением U1 на зажимах вторичной обмотки возникает напряжение U2, не равное напряжению U1. Если число витков вторичной обмотки меньше числа витков первичной, то в той же мере напряжение на зажимах вторичной обмотки меньше напряжения первичной обмотки и трансформатор является понижающим. Если же число витков вторичной обмотки больше числа витков первичной, то и напряжение вторичной обмотки больше напряжения первичной и трансформатор окажется повышающим.

Пример. Первичная обмотка трансформатора с числом витков ω1 = 660 включена в сеть напряжением U1 = 220 в. Определить напряжение на зажимах вторичной обмотки, если число ее витков ω2 = 36.
Решение .

Напряжение и э. д. с. вторичной обмотки трансформатора зависит от числа витков. Поэтому наиболее простым способом регулирования напряжения трансформатора является изменение числа витков одной из обмоток, чаще обмотки высшего напряжения.
Число витков изменяется обычно в пределах ± 5% от номинального. Для этой цели от одного из концов обмотки делают отводы.
Если вторичную обмотку трансформатора замкнуть на какой-либо приемник электрической энергии, то во вторичной цепи будет протекать ток I2, а в первичной обмотке ток I1 который может быть представлен геометрической суммой тока холостого хода и нагрузочного тока.
Первичная и вторичная обмотки трансформатора электрически не соединены. Однако надо иметь в виду, что за счет магнитной связи между этими обмотками изменение тока во вторичной обмотке I2 будет вызывать соответствующее изменение тока первичной обмотки I1. Если увеличится ток во вторичной обмотке, то увеличится ток и в первичной обмотке. Наоборот, при уменьшении тока во вторичной обмотке уменьшится ток и в первичной обмотке. Если разомкнуть вторичную обмотку, то ток в ней станет равным нулю, а в первичной обмотке уменьшится до малой величины.
Ток I, протекающий по первичной обмотке трансформатора, при разомкнутой вторичной цепи называется током холостого хода, который значительно меньше номинального тока трансформатора.
По первичной и вторичной обмоткам при нагрузке протекают численно неравные токи. Если пренебречь потерями мощности в трансформаторе, то можно записать, что мощность, отдаваемая трансформатором приемнику энергии U2I2, равна мощности, потребляемой им из сети источника энергии U1I1 т. е.

I2 = K I1. (105)

Пренебрегая падением напряжения в сопротивлениях первичной обмотки трансформатора, можно допустить, как это было показано выше, при любой его нагрузке приближенное равенство абсолютных величин приложенного напряжения U1 и уравновешивающей это напряжение э. д. с. первичной обмотки, т. е.

U1 = E1. (106)

На основании этого равенства можно сказать, что при неизменном по величине приложенном напряжении U1 будет приблизительно неизменной э. д. с. E1 индуктируемая в первичной обмотке трансформатора при любой его нагрузке.
А так как э. д. с. E1 зависит от магнитного потока φm, то и магнитный поток в магнитопроводе трансформатора при любом изменении нагрузки будет приблизительно неизменным.
Таким образом, при неизменном приложенном напряжении магнитный поток в сердечнике трансформатора будет практически неизменным при любом изменении нагрузки.
Ток I2, протекающий по вторичной обмотке при нагрузке трансформатора, создает свой магнитный поток, который, согласно закону Ленца, направлен встречно магнитному потоку в сердечнике, стремясь его уменьшить. Чтобы результирующий магнитный поток в сердечнике остался неизменным, встречный магнитный поток вторичной обмотки должен быть уравновешен магнитным потоком первичной обмотки.
Следовательно, при увеличении тока вторичной обмотки I2 возрастает размагничивающий магнитный поток этой обмотки и одновременно повышается как ток первичной обмотки I1 так и магнитный поток, создаваемый этим током. Так как магнитный поток первичной обмотки уравновешивает размагничивающий поток вторичной обмотки, то результирующий магнитный поток в сердечнике поддерживается неизменным.
В понижающем трансформаторе напряжение первичной обмотки U1 больше напряжения вторичной обмотки U2 в K раз, следовательно, и сила тока вторичной обмотки I2 больше силы тока первичной обмотки I1 также в К раз. В повышающем трансформаторе имеет место обратное соотношение между напряжениями его обмоток и между силами токов в них. Если, например, включить на полную нагрузку трансформатор, напряжения первичной и вторичной обмоток которого равны U1 = 220 в, U2 = 24 в, то при номинальной силе тока первичной обмотки = 0,3 а сила тока во вторичной обмотке

Если напряжения первичной и вторичной обмоток соответственно равны U1 = 127 в, U2 = 510 в, то при силе тока во вторичной обмотке I2 = 0,2 а в первичной обмотке сила тока будет примерно равна:

Таким образом, обмотка с более высоким напряжением имеет большее число витков и выполнена из провода с меньшим поперечным сечением, чем обмотка с более низким напряжением, так как сила тока в обмотке более высокого напряжения меньше силы тока в обмотке с более низким напряжением.

Источник