Реферат: Трансформаторы

Работаоднофазного трансформатора вхолостую

Трансформаторамив электротехнике называют такие аппараты, в которых электрическая энергия переменноготока от одной неподвижной катушки из проводника передаётся другой неподвижнойкатушки из проводника, не связанной с первой электрически. Звеном, передающимэнергию от одной катушки к другой, является магнитный поток, сцепляющийся собеими катушками и непрерывно меняющийся по величине и по направлению.

/>

На рисунке№1а изображен простейший трансформатор, состоящий из двух катушекрасположенных коаксиально одна над другой. К катушки подводится переменный токот генератора переменного тока: эта катушка называется первичной катушкой (первичнойобмоткой). От вторичной катушки соединяется цепь с приёмниками электрическойэнергии. Действие трансформатора заключается в прохождении тока в первичнойобмотке создавая магнитное поле, силовые линии которого пронизывают не толькосоздаваемую их катушку но и вторичную обмотку. Примерная картина распределениясиловых линий, создаваемых первичною катушкою, изображённой на рисунке №1b. Каквидно на рисунке, все силовые линии замыкаются вокруг проводников первойкатушки, но часть из них (1,2,3,4) замыкаются также вокруг проводников второйкатушки. Таким образом, вторая катушка является магнитно связной с первойкатушкой при посредстве магнитных силовых линий. Степень магнитной связи первойи второй катушек, при коаксиальном расположений их, зависит от расстояния междуними: чем дальше катушки друг от друга, тем меньше магнитная связь между ними,ибо тем меньше силовые линии первой катушки сцепляется с второй катушкой. Таккак через первую катушку проходит переменный ток, то есть ток, меняющийся вовремени по какому-то закону, например по закону синуса, то и магнитное поле, имсоздаваемое, также будет меняться по тому же закону. В результате изменениятока в первой катушки обе катушки пронизываются магнитным потоком, непрерывноменяющим свою величину и своё направление. Согласно основному законуэлектромагнитной индукции при всяком изменении пронизывающего катушку магнитногопотока в катушке индуктируется переменная электродвижущая сила. В нашем случаев первой катушке индуктируется электродвижущая сила самоиндукции, а вовторой катушке индуктируется электродвижущая сила взаимоиндукции.

Если концывторой катушки соединить с цепью приёмников электрической энергии то в этойцепи появится ток, следовательно, приёмники получат электрическую энергию. Втоже время к первой катушке от генератора направится энергия, почти равнаяэнергии, отдаваемой в цепь второй катушки. Таким образом, электрическая энергияот одной катушки будет передаваться в цепь второй катушки, совершенно несвязанной с первой катушкой гальванически (металлически). Средством передачиэнергии в этом случае является только переменный магнитный поток. Магнитнаясвязь двух обмоток оценивается отношением магнитного потока, сцепляющегося собеими обмотками, к потоку, создаваемому одной катушкой. Из рисунка №1b,что только часть силовых линий первой катушки замыкается только вокруг второйкатушки. Другая часть силовых линий замыкается только вокруг первой катушки.Эти силовые линии в передачи электрической от первой катушки ко второйсовершенно не участвуют, они образуют так называемое поле рассеяния.

Для тогочтобы увеличить магнитную связь между первичной и вторичной обмотками иодновременно уменьшить магнитное сопротивление для прохождения магнитногопотока, обмотки технических трансформаторов располагают на совершенно замкнутыхжелезных сердечниках.

/>

Первымпримером выполнения трансформаторов может служить схематически изображенный на рисунке№2 однофазный трансформатор так называемого стержневого типа. У негопервичные и вторичные расположены на железных стержнях соединённых с торцомжелезными накладками называемые ярмами. Таким образом два стержня и дваярма образуют замкнутое железное кольцо, в котором и проходит магнитный поток,сцепляющийся с первичной и вторичной обмотками, Это железное кольцо называемое сердечникомтрансформатора.

/>

Вторымпримером выполнения трансформаторов может служить схематически изображенный на рисунке№3 однофазный трансформатор так называемого броневого типа. У этоготрансформатора первичные и вторичные обмотки, состоящие каждая из ряда плоскихкатушек, расположены на сердечнике, образуемом двумя стержнями двух железныхколец, Кольца окружая обмотки, покрывают их почти целиком как бы бронёй,поэтому трансформатор и называется броневым. Магнитный поток, проходящий внутриобмоток разбивается на две равные части, замыкающиеся каждая в своём железномкольце. Применением замкнутых железных магнитных цепей у трансформаторовдобиваются значительного снижения потока рассеяния. У таких трансформаторовпотоки, сцепляющиеся с первичною и вторичною обмотками, почти равны друг другу.