ПЕРЕЧЕНЬ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ ПО ПРЕДМЕТУ «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ»

1.Дать определение коллекторному двигателю, перечислите отличие коллекторного двигателя от обычного?

Колле́кторный электродви́гатель — электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Определяющей особенностей коллекторных двигателей является наличие щеточно-коллекторного узла, который обеспечивает движение радиоуправляемой модели. Главным внешним отличием коллекторного двигателя от бесколлекторного является наличие у него двух проводов вместо трех. В коллекторном двигателе обмотки находились на роторе, а постоянные магниты — на статоре. У бесколлеторного — постоянные магниты переносятся на ротор, а катушки с обмоткой располагаются на статоре. Также ротор и статор могут менять свои позиции: есть модели двигателей с внешним ротором.

2.Охарактеризуйте для чего нужен двигатель постоянного тока, где используются машины постоянного тока?

Двигатели постоянного тока широко применяются в качестве привода электротранспорта, промышленного оборудования, а также микропривода исполнительных механизмов. Такие электрические машины обладают следующими преимуществами: Возможность регулировки частоты вращения путем изменения напряжения в обмотке возбуждения.

Наиболее часто такие устройства применяются для приводов:

• подъемников;

• устройств автоматики;

• прокатных станков.

3. Дайте определение электрическим машинам, перечислите типы электрических машин?

электродвигатели – оборудование, преобразующие электрическую энергию в механическое движение.

Если в качестве критерия брать принцип действия, то электрические машины делятся на пять групп:

• трансформаторы. ...

• асинхронные электрические машины. ...

• синхронные электрические машины. ...

• коллекторные машины. ...

• электрические машины постоянного тока.

4.Охарактеризуйте для чего служит коллектор и для чего нужен коллектор в электродвигателе?

Коллектор двигателя постоянного тока входит в конструкцию якоря и служит для изменения направления тока в секциях обмотки, при переходе из одной параллельной ветви в другую, чтобы сохранить направление выталкивающей силы и вращение якоря. В коллекторном электродвигателе щёточно-коллекторный узел одновременно выполняет две функции: является датчиком углового положения ротора (датчик угла) со скользящими контактами; является переключателем направления тока со скользящими контактами в обмотках ротора в зависимости от углового положения ротора.

5.Дайте определение электротехники ,перечислите и охарактеризуйте основные законы электротехники.

Под электротехникой также понимают техническую науку, которая изучает применение электрических и магнитных явлений для практического использования. Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века. Закон Ома

В популярной форме  закон можно сформулировать следующим образом: чем выше напряжение при одном и том же сопротивлении, тем выше сила тока и, в то же время, чем больше сопротивление участка цепи при одном и том же напряжении, тем меньше сила тока, протекающая через него.  Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. 

Закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой: 

I = U/R. 

В настоящее время невозможно себе представить любой самый элементарный расчет основных электрических величин для любой цепи без использования закона Ома.

Закон Ома для полной цепи добавляет понятие электродвижущей силы (ЭДС). ЭДС — это все, что создает электрический ток, сила, которая  толкает электроны в одном направлении в течение продолжительного времени. Это могут быть какие-либо химические элементы питания, наподобие  батареек и аккумуляторов. Каждый источник электродвижущей силы обладает своим внутренним сопротивлением R_вн 

Если мы  присоединим к нашему источнику нагрузку R_н, то у нас цепь станет замкнутой и в цепи будет течь ток

А на внутреннем сопротивлении упадет какое-то напряжение,  в результате у нас получился делитель напряжения, так как R_н также имеет какое-то свое сопротивление. По закону Ома, чем больше сила тока в цепи, тем больше будет падение напряжения на внутреннем сопротивлении R_вн.

Из закона Ома для участка цепи получаем, что U_Rвн= IR_вн

U_н= IR_н 

запишем далее

E = U_Rвн + U_Rн

E = IR_вн + IR_н = I(R_вн +R_н)

I = E/(R_вн +R_н)

Последнее выражение и есть закон Ома для полной цепи

Закон Кирхгофа по току

 

Сумма токов, втекающих в точку, равна сумме токов, вытекающих из нее (сохранение заряда). Иногда это правило называют законом Кирхгофа для токов. Инженеры любят называть такую точку схемы узлом. Из этого правила вытекает следствие: в последовательной цепи (представляющей собой группу элементов, имеющих по два конца и соединенных этими концами один с другим) ток во всех точках одинаков.

Закон Кирхгофа для напряжений

При параллельном соединении элементов  напряжение на каждом из элементов одинаково. Иначе говоря, сумма падений напряжения между точками А  и В , измеренная по любой ветви схемы, соединяющей эти точки, одинакова и равна напряжению между точками А  и В .

Иногда это правило формулируется так: сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре схемы равна нулю (при отсутствии ЭДС). 

При присутствии в замкнутой  цепи ЭДС по закону Кирхгофа алгебраическая сумма (с учетом знака) падений напряжений на всех ветвях любого замкнутого контура цепи, равна алгебраической сумме ЭДС ветвей этого контура. ЭДС, создающие ток в контуре, направление которого совпадает с направление обхода контура записываются со знаком «+», в противном случае ЭДС записываются со знаком «-». Напряжения, падающие на элементах цепи записываются со знаком «+», если ток, протекающий через эти элементы совпадает по направлению с обходом контура, в противном случае напряжения записываются со знаком «-».

Закон Джоуля-Ленца

Эмилий Ленц

Зависимость тепловой энергии от силы тока в проводнике определяется по закону Джоуля—Ленца. Сформулирован этот закон был в 1841 году английским учёным Д. Джоулем и совершенно отдельно от него в 1842 году известным русским физиком Э. Ленцем. Поэтому он получил своё двойное название — закон Джоуля – Ленца.

При прохождении электрического тока по проводнику количество тепла, выделяемого током в проводнике, прямо пропорционально силе тока, взятой во второй степени, величине сопротивления проводника и времени действия тока.

При столкновении электронов с молекулами расходуется энергия, которая превращается в тепло. Любое движение, при котором преодолевается сопротивление, требует затраты определенной энергии. 

закон Джоуля—Ленца можно записать следующим образом: 

Q = I²Rt, 

где Q (Дж) — количество теплоты, создаваемое током,

I — ток, протекающий по проводнику,

R — сопротивление проводника,

t — время, в течение которого ток протекал по проводнику,

Джоуля-Ленца влияет на выбор проводов для цепей. Потому что при неправильном подборе проводов возможен сильный нагрев проводника, а также его возгорание. Это происходит, когда сила тока превышает предельно допустимые значения и выделяется слишком много энергии.

Чрезмерный нагрев проводников с током и электрооборудования допускать нельзя. Опасен сильный перегрев при коротких замыканиях проводов, когда по проводниках могут протекать достаточно большие токи.

6.Охарактеризуйте в чем разница между генератором и двигателем, проанализируйте какой двигатель может работать в режиме генератора?

В генераторе напряжение, обычно подаваемое с аккумулятора, возбуждает в обмотке якоря магнитное поле, вращение же обеспечивается любым физическим устройством. В электродвигателе возможность подачи напряжения на обмотку якоря не предусмотрена. Принцип обратимости. Из изложенного выше следует, что каждый электродвигателя постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Такое свойство присуще всем типам вращающихся электрических машин и называется обратимостью.

7.Дайте определение что такое генератор в двигателе, как работает генератор ?

Генератор — устройство, преобразующее механическую энергию в виде крутящего момента, передаваемого от двигателя на ротор генератора, в электрическую энергию, впоследствии подаваемую в электросистему машины.

Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель - именно так работает генератор тока.

8.Охарактеризуйте причины искрения на коллекторе.

Сильное же искрение, как правило, говорит о том, что работа коллекторного двигателя нарушена и для того, чтобы её наладить, важно выяснить причину неисправности.

• Щётки искрят из-за сильного износа ...

• Неисправность обмоток статора или ротора ...

• Межвитковое замыкание якорных обмоток ...

• Загрязнение коллектора

Интенсивное искрение в щеточно-коллекторном контакте вызывает подгорание пластин коллектора и щеток, и создаёт пожароопасную обстановку.

Причины, вызывающие искрение на коллекторе, разделяют на механические, потенциальные и коммутационные.

Механические причины искрения

1. слабое прижатие щеток к коллектору

2. биение коллектора, его эллиптичность или негладкая поверхность

3. загрязнение поверхности коллектора

4. выступание миканитовой изоляции над медными пластинами

5. неплотное закрепление траверсы, пальцев или щеткодержателей

Потенциальные причины искрения

Потенциальные причины искрения возникают, если напряжение между смежными коллекторными пластинами превышает допустимое значение (не более 16 В для машин без компенсационной обмотки и 20 В для машин с компенсационной обмоткой). В этом случае искрение наиболее опасно, так как оно обычно сопровождается появлением на коллекторе электрических дуг.

Коммутационные причины искрения

Возникают при физических процессах, происходящих в машине в связи с переходом секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую.

При выпуске готовой машины в ней настраивают темную коммутацию, ис­ключающую какое-либо искрение. Од­нако в процессе эксплуатации маши­ны, по мере износа коллектора и ще­ток, возможно появление искрения. В некоторых случаях оно может быть значительным и опасным, тогда маши­ну необходимо остановить для выясне­ния и устранения причин искрения. Од­нако небольшое искрение в машинах общего назначения обычно допустимо.

9.Дайте определение, что такое обмотка в электрике, какие бывают соединения обмоток?

Обмо́тка — в электротехнике совокупность витков провода, образующих электрическую цепь, в которой суммируются электродвижущие силы, наведённые в витках. На практике при подключении двигателя можно применить один из двух трехфазных способов соединения с электросетью. К таковым способам относят подключение по типу «звезда» или по типу «треугольник».

10.Охарактеризуйте причину искрения щеток на коллекторе?

Помимо графитовой пыли, причиной искрения также может стать нагар, образующийся на коллекторе из-за перегрева и создающий лишнее сопротивление при контакте щёток с коллектором. Если причина в загрязнении коллектора, его необходимо очистить с помощью наждачной бумаги, уделяя особое внимание пространству меж лампелей.

11.Дать определение «машина постоянного тока», объяснить как работает машина постоянного тока?

Маши́на постоя́нного то́ка — электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (электрический генератор) или для обратного преобразования (электрический двигатель). Машина работает в режиме генератора, если ее вращает первичный двигатель, главное магнитное поле возбуждено, а цепь якоря замкнута через щетки с приемником. При таких условиях под действием ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря, в замкнутой цепи якорь- приемник возникает ток, совпадающий с ЭДС по направлению.

12.Охарактеризуйте для чего нужен двигатель постоянного тока?

Двигатели постоянного тока широко применяются в качестве привода электротранспорта, промышленного оборудования, а также микропривода исполнительных механизмов. Такие электрические машины обладают следующими преимуществами: Возможность регулировки частоты вращения путем изменения напряжения в обмотке возбуждения.

13.Дайте характеристику магнитной силе, перечислите виды магнитных цепей.

Магнитная сила возникает вследствие действия электромагнитной силы, одной из четырёх базовых сил природы, и вызывается движением зарядов. Между двумя заряженными телами, движущимися в одном направлении, возникает магнитная сила, притягивающая их друг к другу. Магнитные цепи бывают неразветвленные и разветвленные, однород- ные и неоднородные. Неразветвленной магнитной цепью называется цепь, через элементы которой замыкается один и тот же магнитный поток .

14.Охарактеризуйте преимущества двигателя постоянного тока перед другими электродвигателями, перечислите области применения машин постоянного тока?

Электродвигатели постоянного тока обладают следующими преимуществами: Практически линейные регулировочные и механические характеристики, благодаря чему обеспечивается удобство эксплуатации. Большая величина пускового момента. Компактные размеры (особенно сильно выражено у двигателей на постоянных магнитах).

Наиболее часто такие устройства применяются для приводов:

• подъемников;

• устройств автоматики;

прокатных станков

15.Дайте определение эквивалентной схеме замещения магнитной цепи, какая магнитная цепь называется разветвленной?

Эквивале́нтная схе́ма (схема замещения, эквивалентная схема замещения) цепи — электрическая схема, в которой все реальные элементы заменены их эквивалентными схемами.

Магнитные цепи по своей конфигурации могут быть подразделены на неразветвленные и разветвленные. В неразветвленной магнитной цепи на всех ее участках имеет место один и тот же поток, т. е. различные участки цепи соединены между собой последовательно.

16.Проанализируйте почему ток создаёт магнитное поле, что является источником магнитного тока?

Источником любого магнитного поля являются движущиеся заряженные частицы. А направленное движение заряженных частиц называется электрическим током. То есть, любое магнитное поле вызывается исключительно электрическим током.

Движение электрических зарядов всегда создает магнитное поле, а магнитное поле, в свою очередь, всегда вызывает перемещение электрических зарядов. Так как ток ― это направленное перемещение электрических зарядов, то протекание тока в проводнике всегда создает магнитное поле вокруг проводника.

17.Дайте определение коммутации в машинах постоянного тока, как происходит коммутация?

Коммутация в машинах постоянного тока - это процесс изменения направления тока в секциях обмотки якоря при переходе ее из одной параллельной ветви в другую. От характера этого изменения зависят условия токосъема на коллекторе. Коммутация сообщений (КС, message switching) — разбиение информации на сообщения, которые передаются последовательно к ближайшему транзитному узлу, который, приняв сообщение, запоминает его и передаёт далее сам таким же образом. Получается нечто вроде конвейера.

18.Охарактеризуйте стандартную шкалу искрения на коллекторе.

В рабочем состоянии в МПТ происходят непрерывные переключения секций якорной катушки с одного витка на смежный, а электроток изменяет свое направление. Из-за того, что такие периоды коммутации короткие по времени, темп смены направления тока в секции всегда довольно высокий. Образующаяся электродуга и появление искр в заключительный момент коммутации между щёткой и пластинками коллектора приводит к повреждению внешних сторон коммутатора. Его поверхность обгорает, как результат происходит ухудшение соприкосновения щётки и коллектора. Такая коммутация считается неудовлетворительной. Для оценки качества коммутации используется стандартная шкала:

• 1 — искрение не наблюдается (тёмная коммутация);

• 1¼ — незначительное искрение под малой площадью щётки;

• 1½ — незначительное искрение под большой площадью щётки;

• 2 — появление искр под всеми краями щётки;

• 3 — сильное искрение под всем краям щётки с возникновением больших и отлетающих искр.

Надёжная работа электрических машин постоянного тока обеспечивается в том случае, если искрение на проводниках не превышает степени 1¼. Для удобства ниже в таблице сведены воедино все классы коммутации, которые были описаны ранее.

19. Дайте определение генератору, в чем заключается принцип работы, какие бывают генераторы тока?

Генератор – устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую. Генерирование электроэнергии происходит за счет наличия магнитного поля, внутри которого крутится проволочная катушка. Ток вырабатывается в момент пересечения витков катушки и силовых линий магнита.

Принцип работы генератора заключается в преобразовании механической энергии в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки. Генераторы постоянного и переменного тока. За счет движения ротора вырабатывается электрический ток. Генераторы постоянного тока в основном используются в металлургической промышленности, морских судах и общественном транспорте. Генераторы переменного тока вырабатывают энергию за счет вращения ротора в магнитном поле.

20. Охарактеризуйте виды машин постоянного тока, необходимость обмотки возбуждения в машинах постоянного тока.

Классификация машин постоянного тока

• тихоходные — до 300 об./мин.;

• средней быстроходности — 300—1500 об./мин.;

• быстроходные — 1500—6000 об./мин.;

• сверхбыстроходные — более 6000 об./мин.

Обмотка возбуждения создаёт осн. магнитное поле. При подключении обмотки якоря к внешней цепи по ней проходит ток, создающий магнитное поле якоря. Результирующий магнитный поток в зазоре между статором и ротором благодаря влиянию магнитного поля якоря меньше, чем при холостом ходе (когда внешняя цепь отключена).

21.Дайте определение машине постоянного тока, какие бывают машины постоянного тока?

Маши́на постоя́нного то́ка — электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (электрический генератор) или для обратного преобразования (электрический двигатель). Машина постоянного тока обратима. Машина постоянного тока может работать в двух режимах: двигательном и генераторном, в зависимости от того, какую энергию к ней подвести — если электрическую, то электрическая машина будет работать в режиме электродвигателя, а если механическую — то будет работать в режиме генератора.

22.Охарактеризуйте свойства генератора постоянного тока.

Свойства генератора постоянного тока определяются в основном способом включения обмотки возбуждения. Существуют генераторы независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения:

• с независимым возбуждением: обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока (аккумуляторной батареи, небольшого вспомогательного генератора, называемого возбудителем, или выпрямителя),

• с параллельным возбуждением: обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря и нагрузке,

• с последовательным возбуждением: обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой,

• со смешанным возбуждением: имеются две обмотки возбуждения — параллельная и последовательная, первая подключена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно с нею и нагрузкой.

Генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением относятся к машинам с самовозбуждением, так как питание их обмоток возбуждения осуществляется от самого генератора.

Возбуждение генераторов постоянного тока: а - независимое, б - параллельное, в - последовательное, г - смешанное.

Все перечисленные генераторы имеют одинаковое устройство и отличаются лишь выполнением обмоток возбуждения. Обмотки независимого и параллельного возбуждения изготовляют из провода малого сечения, они имеют большое число витков, обмотку последовательного возбуждения — из провода большого сечения, она имеет малое число витков.

О свойствах генераторов постоянного тока судят по их характеристикам: холостого хода, внешней и регулировочной. Ниже будут рассмотрены эти характеристики для генераторов различного типа.

23.Дайте определение что такое трансформатор, перечислите виды трансформаторов.

Трансформаторами называются электромагнитные аппараты, служащие для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при той же частоте и для передачи электрической энергии электромагнитным путем из одной цепи в другую.По количеству фаз выделяют однофазные и трехфазные трансформаторы. Трехфазные используют на подстанциях, они более распространены. По числу обмоток – двухобмоточные и трехобмоточные трансформаторы. По задаче или назначению трансформаторы бывают повышающие или понижающие напряжение.

24.Охарактеризуйте виды электрических двигателей, чем объясняется широкое применение двигателей постоянного тока?

Широкое распространение электродвигателей постоянного тока несмотря на их более высокую стоимость и сложность эксплуатации по сравнению с асинхронными двигателями, объясняется в первую очередь простыми и надежными способами регулирования частоты вращения, большими пусковыми моментами и перегрузочной способностью.

25.Перечислите из чего состоит трансформатор, какие режимы работы имеет трансформатор?

Простейший трансформатор состоит из двух катушек изолированного провода и замкнутого стального сердечника, проходящего сквозь обе катушки. Катушки изолированы друг от друга и от сердечника. Одна из катушек, называемая первичной, включается в сеть переменного тока.

Режимы работы трансформаторов подразделяются на следующие:

• холостой ход;

• рабочий;

• номинальный;

• аварийный.

26.Охарактеризуйте электродвигатели классифицируемые по роду тока, где находят основное применение двигатели постоянного тока?

Двигатели постоянного тока широко применяются в качестве привода электротранспорта, промышленного оборудования, а также микропривода исполнительных механизмов. Такие электрические машины обладают следующими преимуществами: Возможность регулировки частоты вращения путем изменения напряжения в обмотке возбуждения.

27.Дайте определение для чего используется трансформатор, обьясните как трансформатор повышает напряжение?

Трансформатор можно использовать для преобразования переменного тока в постоянный. Наиболее важными видами применения и применения трансформатора являются: изменение уровня напряжения или тока (когда напряжение увеличивается, ток уменьшается и наоборот) в цепи переменного тока. Изменяет величину напряжения в большую или меньшую сторону в зависимости от соотношения числа его обмоток: первичной, на которую подаётся исходное напряжение; вторичной, с которой снимается его преобразованное значение.

28.Охарактеризуйте круговое, эллиптическое и пульсирующее магнитные поля.

Вращающееся магнитное поле статора может быть круговым и эллиптическим. Круговое поле характеризуется тем, что пространственный вектор магнитной индукции этого поля враща­ется равномерно и своим концом описывает окружность, т. е. зна­чение вектора индукции в любом его пространственном положе­нии остается неизменным. Круговое вращающееся поле создается многофазной обмоткой статора, если векторы магнитной индукции каждой фазы одинако­вы, т. е. представляют собой симметричную систему. В трехфаз­ной обмотке соблюдение этого условия обеспечивается тем, что фазные обмотки делают одинаковыми, а их оси смещают в про­странстве относительно друг друга на 120 эл.град и включают к сеть с симметричным трехфазным напряжением. Круговое вращающееся поле может быть получено и посред­ством двухфазной обмотки статора. Для этого оси обмоток фаз смещают в пространстве на 90 эл.град и питают эти обмотки тока­ми, сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 90°. Значение этих токов должно быть таким, чтобы МДС обмоток были равны. Если же изложенные условия не соблюдаются, т. е. если век­торы магнитной индукции обмоток фаз не образуют симметричной системы, то вращающееся поле статора становится эллип­тическим: пространственный вектор магнитной индукции В этого поля в различные моменты времени не остается постоянным и, вращаясь неравномерно, своим концом описывает эллипс . Эллиптическое вращающееся магнитное поле содержит обратно вращающуюся составляющую, которая меньше основной (прямо вращающейся) составляющей. Таким образом, вектор магнитной индукции эллиптического поля в любом его пространственном положении можно представить в виде суммы векторов магнитных индукций прямого В_пр и обратного В_o6p магнитных полей: В = В_пр + В_обр при В_пр > В_о6р. Обратное магнитное поле неблагоприятно влияет на свойства машины переменного тока, например в двигателях оно создает противодействующий (тормозной) электромагнитный момент и ухудшает их эксплуатационные свойства. В трехфазной машине магнитное поле будет эллиптическим, если обмотку статора включить в сеть с несимметричным трехфазным напряжением или если обмотки фаз статора несиммет­ричны (имеют неодинаковые сопротивления или разное число виктов). Поле также будет эллиптическим при неправильном сочтении фазных обмоток статора — начало и конец одной из фазных обмоток «перепутаны». В этом случае В_mах = 3В/ 2 и В_min = В/2 , где В - вектор магнитной индукции кругового вращающегося поля данной обмотки при правильном соединении фаз. Если прямая и обратная составляющие магнитного поля рав­ны, то результирующее поле становится пульсирующим. Пульсирующее магнитное поле создает однофазная обмотка, включенная в сеть переменного тока 

29.Дайте определение вращающемуся магнитному полю и как его можно получить, где используется вращающееся магнитное поле?

Вращающееся магнитное поле создаётся многофазной обмоткой при протекании по ней токов; используется в электрических машинах переменного тока, а также в некоторых измерительных приборах.

Вращающееся магнитное поле — поле, вектор магнитной индукции которого, не изменяясь по модулю, вращается с постоянной угловой скоростью. Вращающееся магнитное поле создаётся двумя или более пульсирующими магнитными полями одинаковой частоты, но сдвинутыми друг относительно друга по фазе и в пространстве.

30.Охарактеризуйте виды трансформаторов

Силовой трансформатор переменного тока — трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений ЛЭП (35-750 кВ), городских электросетей (как правило 6,10 кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4 кВ, они же 380/220 В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные от единиц вольт до сотен киловольт).Силовой трансформатор переменного тока используется для непосредственного преобразования напряжения в цепях переменного тока.

Автотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно.

Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов экономически оправдано вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземлённых сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3-4. Существенным достоинством является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

Трансформа́тор то́ка — трансформатор, первичная обмотка которого питается от источника тока. Типичное применение — для снижения тока первичной обмотки до удобной величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации, кроме того, трансформатор тока осуществляет гальваническую развязку (в отличие от шунтовых схем измерения тока). Обычно номинальное значение тока вторичной обмотки распространённых трансформаторов 1 А или 5 А. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с нагрузкой, переменный ток в которой необходимо контролировать, а во вторичную обмотку включаются измерительные приборы или исполнительные и индикаторные устройства, например, реле.

Вторичная обмотка токового трансформатора должна работать в режиме, близком к режиму короткого замыкания. При случайном или умышленном разрыве цепи вторичной обмотки на ней наводится очень высокое напряжение, которое может вызвать пробой изоляции, повреждение подключённых устройств.

При работе вторичной обмотки в режиме короткого замыкания отношение токов обмоток близко к (в идеальном случае равно) коэффициенту трансформации.

Трансформатор напряжения — трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение — преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА (релейной защиты и автоматики). Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

Импульсный трансформатор — это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

Сварочный трансформатор — трансформатор, предназначенный для различных видов сварки.

Сварочный трансформатор преобразует напряжение сети (220 или 380 В) в низкое напряжение, а ток из низкого — в высокий, до тысяч ампер. Сварочный ток регулируется благодаря изменению величины либо индуктивного сопротивления, либо вторичного напряжения холостого хода трансформатора, что осуществляется посредством секционирования числа витков первичной или вторичной обмотки. Это обеспечивает ступенчатое регулирование тока.

Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаниях к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

Согласующий трансформатор — трансформатор, применяемый для согласования сопротивления различных частей (каскадов) электронных схем при минимальном искажении формы сигнала. Одновременно согласующий трансформатор обеспечивает создание гальванической развязки между участками схем.

Пик-трансформатор — трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение, с изменяющейся через каждые полпериода, полярностью.

Сдвоенный дроссель (встречный индуктивный фильтр) — конструктивно является трансформатором с двумя одинаковыми обмотками. Благодаря взаимной индукции катушек он при тех же размерах более эффективен, чем обычный дроссель. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике.

Трансфлюксор — разновидность трансформатора, используемая для хранения информации. Основное отличие от обычного трансформатора — это большая величина остаточной намагниченности магнитопровода. Иными словами, трансфлюксоры могут выполнять роль элементов памяти. Помимо этого трансфлюксоры часто снабжались дополнительными обмотками, обеспечивающими начальное намагничивание и задающими режимы их работы. Эта особенность позволяла (в сочетании с другими элементами) строить на трансфлюксорах схемы управляемых генераторов, элементов сравнения и искусственных нейронов.