Слайд 10

2.Принцип работы однофазных трансформаторов

Принцип работы однофазных трансформаторов рассмотрим по схеме рис.10.2. При действии источника напряжения в первичной обмотке трансформатора, возникает ток. Далее будем пользоваться действующими значениями используемых физических величин.

Ток приводит к появлению магнитодвижущей силы первичной обмотки

(10.1)

Магнитодвижущая сила возбуждает в магнитопроводе магнитный потокпричем

. (10.2)

Магнитный поток индуцирует в первичной обмотке трансформатора ЭДС самоиндукции, а во вторичной обмотке - ЭДС взаимной индукции.

Рис. 10.2

Замкнем цепь вторичной обмотки. Под воздействием ЭДС взаимной индукции через нагрузку Z₂ потечет токI₂ , возникает магнитодвижущая силаF₂, и магнитный поток Ф₂ , причем

(10.3)

Для указанных на схеме направлений намотки обмоток трансформатора и выбранных положительных направлений токов I₁ иI₂ магнитные потоки Ф₁ и Ф₂встречны. Поэтому в магнитопроводе создается результирующий магнитный поток

(10.4)

Этот поток пересекает витки обоих обмоток трансформатора и наводит в них результирующие ЭДС е₁и е_{2 .}

Помимо основного магнитного потока Ф (по 10.4), в реальном трансформаторе существуют потоки рассеяния первичной и вторичнойобмоток.

Слайд 11

Режим работы трансформаторов

Различают несколько режимов работы трансформаторов:

1. Номинальный режим, т.е. режим при номинальных значениях напряжения и тока первичной обработки трансформатора

.

2. Рабочий режим, при котором напряжение первичной обмотки близко к номинальному или равно ему, а ток определяется нагрузкой трансформатора.

3. Режим холостого хода, т.е. режим ненагруженного трансформатора, при котором цепь вторичной обмотки разомкнута (или подключена к нагрузке с очень большим сопротивлением (например, вольтметр).

4. Режим короткого замыкания трансформатора, при котором его вторичная обмотка замкнута накоротко (или подключена к нагрузке с очень малым сопротивлением ( например, амперметр).

Режим холостого хода и короткого замыкания возникают при авариях. Эти режимы могут создаваться специально для испытания трансформаторов на заводах изготовителях в опытах холостого хода и короткого замыкания.

Слайд 12

1.Опыт холостого хода трансформатора

Опытом холостого хода называют испытание трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном напряжении на первичной обмотке. Схема для проведения опыта холостого хода приведена на рис.11.1. Магнитный поток Ф пронизывает первичную и вторичную обмотки трансформатора, и навозит в обмотках ЭДС е₁ и е₂ – действующие значения которых E₁=4,44fw₁Ф_m, E₂=4,44fw₂Ф_m.

Показания амперметра определяют номинальное значение тока холостого хода - .

Измерив вольтметрами илегко определить коэффициент трансформации

(11.2)

Мощность потерь в трансформаторе при холостом ходе складывается из мощности потерь в магнитопроводе - Р_си в проводах - Р_пр. Мощность потерь в магнитопроводе пропорциональна квадрату магнитной индукции - В², а значит и квадрату напряжения первичной обмотки -. Так как, то и потери в магнитопроводе соответствуют номинальному значению.

Потери в проводах вторичной обмотки отсутствуют, так как . Потери в проводах первичной обмотки пропорциональны квадрату тока холостого хода (). Но ток холостого хода пренебрежимо мал в сравнении с номинальным, поэтому и мощность потерь в проводах ничтожна по сравнению с мощностью потерь в магнитопроводе. Отсюда следует, что показания ваттметра в опыте холостого хода определяют только потери в магнитопроводе - Р_с.