Трансформаторы*. Трансформаторы этоТРАНСФОРМАТОР - это... Что такое ТРАНСФОРМАТОР?Научно-технический энциклопедический словарь. Синонимы:
Смотреть что такое "ТРАНСФОРМАТОР" в других словарях:
dic.academic.ru Трансформаторы - это... Что такое Трансформаторы?Т. называются приборы, служащие 1) либо для преобразования электрических токов одного напряжения в токи другого напряжения, 2) либо для преобразования токов переменных в токи постоянные и обратно. Т. первого рода, т. е. Т. напряжении, устраиваются различно, в зависимости от того, предназначаются ли они для токов переменных или постоянных. Т., предназначаемые для переменных токов, состоят из железного сердечника, большею частью замкнутого, приготовленного из сложенных листов железа толщиной в 0,1 — 2 мм, между которыми проложены для изоляции листы бумаги. Эти прокладки ослабляют в сердечнике токи Фуко и тем уменьшают в нем потерю энергии, идущей на нагревание. На сердечнике помещаются две обмотки (фиг. 1) из медной проволоки. Фиг. 1. По одной из них, называемой первичной (I), пропускается ток, напряжение которого желают преобразовать. Этот ток называют током первичным. Проходя по обмотке, он намагничивает сердечник и, будучи переменным, вызывает образование в сердечнике переменного же магнитного потока. Этот поток пронизывает обороты проволоки вторичной (II) обмотки, в которой и индуктируется при этом переменный ток, называемый вторичным. Соотношение между напряжениями вторичного и первичного токов (т. е. между разностями потенциалов у концов вторичной и первичной обмоток) зависит от чисел витков проволоки в этих обмотках. Именно, если назвать первичное напряжение через Е1, а вторичное через E2, то с большим приближением всегда будет E2/E1 = n2/n1, где n1 и п2 числа витков проволоки в первичной и вторичной обмотках. Энергия, получаемая от динамо-машин и затрачиваемая в первичной обмотке, частью идет на образование вторичного тока, частью на нагревание обмоток и магнитного сердечника, происходящих вследствие существования токов Фуко и гистерезиса в сердечнике, и токов первичного и вторичного в обмотках. Эта часть энергии теряется, следовательно, даром и называется потерей энергии в Т. В хороших Т. потеря не превосходит 5 %, следовательно, почти вся энергия, затрачиваемая в первичной цепи, восстановляется во вторичной, т. е. приблизительно E1J1 = E2J2 где Е1 и E2 — напряжения в этих цепях, a J1 и J2 — силы тока в них. Отсюда следует, что J2/J1 = E1/E2 т. е. силы токов будут в обмотках изменяться в обратном отношении, чем напряжения. Так, если по первичней обмотке проходит ток в 10 ампер при 2000 вольт, то во вторичной, например при 100 вольтах, ток будет в 200 ампер. На фиг. 1 показано, как включается Т. в цепь источника тока (динамомашины) и в цепь приемников (ламп, двигателей и т. п.). В цепь динамомашины включается первичная обмотка, приемники же включаются в цепь вторичную. Если эта последняя разомкнута, т. е. во вторичной цепи нет тока, то ток первичный будет очень слаб, вследствие значительной самоиндукции первичной обмотки. Энергия, затрачиваемая в первичной цепи, при этом идет исключительно на нагревание первичной обмотки и на потери от токов Фуко и гистерезиса. По мере включения приемников во вторичную цепь, т. е. по мере того, как во вторичной обмотке усиливается ток, увеличивается сила тока и в первичной обмотке, следовательно, увеличивается и потеря энергии на ее нагревание, потеря же энергии на токи Фуко и гистерезиса почти не изменяется. Вследствие этого отношение между количеством энергии (числом ватт E2J2 получаемым во вторичной цепи, и количеством энергии (E1J1), затрачиваемым в цепи первичной, увеличивается с увеличением нагрузки Т. Это отношение, называемое отдачей Т., в хороших Т. изменяется от 95—97 % при полной нагрузке, до 80—85 % при нагрузках, не достигающих половины нормальной, для которой предназначен Т. При увеличениях нагрузки происходит всегда некоторое постепенное уменьшение разности потенциалов у зажимов вторичной обмотки. Это понижение, происходящее главным образом от падения потенциала во вторичной обмотке и от магнитной утечки, не превышает, однако, 2—3 % нормального напряжения. Поэтому Т. не требуют никакой регулировки напряжения. Последнее обстоятельство, в связи с тем, что в Т. переменного тока нет никаких подвижных частей, требующих ухода и надзора, позволяет устанавливать их в любых помещениях, напр. на чердаках, в подвалах и т. п., причем, однако, во избежание порчи обмоток от толчков и т. п., обыкновенно Т. заключаются в железные кожухи. Внешний вид Т. бывает очень разнообразный. На фиг. 2 представлен один из распространенных типов со снятым кожухом. При распределении электрического тока при помощи Т. обыкновенно первичные обмотки Т, включаются параллельно в провода, идущие от источника тока. Фиг. 2. Во вторичные же их цепи включаются, опять-таки параллельно, все приемники (фиг. 3). Фиг. 3. Т., предназначаемые не для простого переменного тока, а для трехфазного, устраиваются совершенно так же, как и для простого, с тою только разницею, что сердечники их снабжаются тремя парами обмоток, т. е. тремя обмотками первичными и тремя вторичными. На фиг. 4 представлен такой Т. Фиг. 4. Особый тип Т. переменного тока представляют так наз. однокатушечные Т. или автотрансформаторы. В них на сердечнике помещается только одна катушка, которая и включается в первичную цепь. В ответвлении от нескольких ее оборотов включаются приемники, так что эти обороты играют роль и вторичной катушки. Часть обмотки, играющая роль вторичной катушки, делается. понятно, из более толстой проволоки, чем остальная ее часть. Такие Т. применяются только для понижения напряжения токов и изготовляются только для весьма малых количеств энергии. Обычные же Т. с двумя катушками изготовляются для всяких количеств энергии от частей киловатта до тысяч киловатт. Очень мощные Т., во избежание нагревания, снабжаются вентилирующими приспособлениями. Т., предназначаемые для токов очень высокого напряжения (в 10 тыс. вольт и больше), для лучшей изоляции погружаются, в чаны с маслом. Т. постоянного тока представляют из себя комбинацию электродвигателя с динамомашиной. Двигатель питается первичным током и вращает соединенную с ним динамомашину, которая уже и дает вторичный ток. Электродвигатель и динамомашина расчитываются соответственно напряжениям, которые должны иметь первичный и вторичный токи. Иногда, с целью экономии материала, обе машины соединяются в одну: общая арматура снабжается двумя отдельными обмотками, снабженными каждая своим коллектором, которые помещаются по обе стороны арматуры (фиг. 5). Фиг. 5. Арматура эта вставляется в полюсное отверстие индукторов. К одному коллектору подводится трансформируемый (первичный) ток, от другого берется ток вторичный. Подобные Т. занимают меньше места, но они сложнее обыкновенных, поэтому на практике чаще применяются Т. из двух машин, оси арматур которых соединяются муфтой. На фиг. 6 представлен такой трансформатор. Фиг. 6. Т. постоянного тока машины гораздо менее совершенные, чем Т. тока переменного. Именно в них есть подвижные части, что вызывает необходимость смазки и вообще постоянного надзора, почему эти Т. должны быть устанавливаемы в специальных помещениях. Далее, отдача таких Т. сравнительно мала. Она не превосходит 80 %. Наконец, в Т. постоянного тока изменение нагрузки вторичной цепи влияет на напряжение вторичного тока гораздо сильнее, чем в Т. переменного тока, что вызывает необходимость регулировки этого напряжения от руки или при помощи специальных, автоматических регуляторов. Все эти причины делают то, что Т. постоянного тока применяются гораздо реже, чем Т. переменного тока, применяемые на практике в весьма широких размерах. Т. применяются как для повышения, так и для понижения напряжения тока. При распределении тока в больших районах и при передаче энергии на большие расстояния, можно достичь громадной экономии в меди, идущей на устройство проводников, если применять токи высокого напряжения. Между тем эти токи опасны для жизни и часто не пригодны для разного рода приемников, напр., ламп. Поэтому, если их желают применять, то в местах потребления надо понижать напряжение этих токов, что и делается посредством Т. Обычно канализируются токи в 2000—5000 вольт (иногда 20000 в.) и трансформируются в токи в 100—250 вольт. Однако, часто понижают и до более низких напряжений, напр. для паяния, для некоторых электрометаллургических операций и т. п. В качестве повышателей напряжения Т. применяются тогда, когда, в видах безопасности и лучшей изоляции, не желают устраивать машин, дающих токи высоких напряжений, Так, напр., при применении токов в 15000 вольт и больше, обыкновенно получают их не непосредственно от машин, но преобразовывая машинные токи посредством Т. Т. же повысители применяются и для получения токов очень высоких напряжений, необходимых, напр., для некоторых способов очистки питьевых вод, для воспроизведения явлений Тесла и т. д. Особый тип Т. представляют из себя Т. переменных токов в постоянные или обратно, называемые превратителями (umformer, commutatrice). В простейшем виде такой Т. представляет из себя комбинацию из электродвигателя и динамомашины, соединенных между собой. Электродвигатель питается превращаемым током и вертит динамомашину, дающую уже превращенный ток. На практике, в настоящее время чаще приходится превращать токи трехфазные переменные в постоянные, и для этой цели выработаны особые превратители, представляющие из себя одну машину. Такой превратитель состоит из индукторов, в которых помещается арматура с обыкновенной обмоткой машин постоянного тока и обычным Граммовским коллектором, помещенным с одной ее стороны. С другой ее стороны помещены три контактных кольца (как в обычных трехфазных двигателях), присоединенных к соответствующим точкам обмотки арматуры. При посредстве этих трех колец через арматуру пропускается превращаемый трехфазный ток, приводящий машину во вращение. От вращающейся же арматуры, совершенно так же как и в динамомашинах постоянного тока, через посредство Граммовского коллектора, получается постоянный ток. Подобные превратители работают очень экономично и занимают менее места, чем две спаренные машины между собою. Применяются они во всех тех случаях, когда имеется в распоряжении переменный ток, а для некоторых целей нужен постоянный. Так, подобные превратители применены на установке электрической передачи энергии с Ниагарских водопадов, где они питают электрические трамваи и электрохимические заводы. Точно так же превратители переменного тока в постоянный установлены во Франции для питания электрической дор. между Парижем и Версалем, в Берлине — для освещения города током, получаемым от станции, расположенной далеко за городом и дающей трехфазный ток, менее пригодный для дуговых ламп, чем постоянный, и во многих других местах. На фиг. 7 изображен превратитель, применяемый на Ниагарской установке. Фиг. 7. Трансформаторы постоянного тока в переменный имеют совершенно такое же устройство, как и превратители переменного в постоянный. На практике они применяются редко. В качестве трансформаторов напряжения могут быть применяемы при известных условиях конденсаторы. Однако, подобного рода их применение представляет пока только теоретический интерес, ввиду трудности приготовления конденсаторов достаточной емкости, которые выдерживали бы значительные напряжения. М. Шателен. dic.academic.ru Трансформаторы* - это... Что такое Трансформаторы*?— Т. называются приборы, служащие 1) либо для преобразования электрических токов одного напряжения в токи другого напряжения, 2) либо для преобразования токов переменных в токи постоянные и обратно. Т. первого рода, т. е. Т. напряжении, устраиваются различно, в зависимости от того, предназначаются ли они для токов переменных или постоянных. Т., предназначаемые для переменных токов, состоят из железного сердечника, большею частью замкнутого, приготовленного из сложенных листов железа толщиной в 0,1 — 2 мм, между которыми проложены для изоляции листы бумаги. Эти прокладки ослабляют в сердечнике токи Фуко и тем уменьшают в нем потерю энергии, идущей на нагревание. На сердечнике помещаются две обмотки (фиг. 1) из медной проволоки.Фиг. 1. По одной из них, называемой первичной (I), пропускается ток, напряжение которого желают преобразовать. Этот ток называют током первичным. Проходя по обмотке, он намагничивает сердечник и, будучи переменным, вызывает образование в сердечнике переменного же магнитного потока. Этот поток пронизывает обороты проволоки вторичной (II) обмотки, в которой и индуктируется при этом переменный ток, называемый вторичным. Соотношение между напряжениями вторичного и первичного токов (т. е. между разностями потенциалов у концов вторичной и первичной обмоток) зависит от чисел витков проволоки в этих обмотках. Именно, если назвать первичное напряжение через Е 1, а вторичное через E2, то с большим приближением всегда будет E2/E1 = n2/n1, где n1 и п 2 числа витков проволоки в первичной и вторичной обмотках. Энергия, получаемая от динамо-машин и затрачиваемая в первичной обмотке, частью идет на образование вторичного тока, частью на нагревание обмоток и магнитного сердечника, происходящих вследствие существования токов Фуко и гистерезиса в сердечнике, и токов первичного и вторичного в обмотках. Эта часть энергии теряется, следовательно, даром и называется потерей энергии в Т. В хороших Т. потеря не превосходит 5 %, следовательно, почти вся энергия, затрачиваемая в первичной цепи, восстановляется во вторичной, т. е. приблизительно E1J1 = E2J2 где Е 1 и E2 — напряжения в этих цепях, a J1 и J2 — силы тока в них. Отсюда следует, что J2/J1 = E1/E2 т. е. силы токов будут в обмотках изменяться в обратном отношении, чем напряжения. Так, если по первичней обмотке проходит ток в 10 ампер при 2000 вольт, то во вторичной, например при 100 вольтах, ток будет в 200 ампер. На фиг. 1 показано, как включается Т. в цепь источника тока (динамомашины) и в цепь приемников (ламп, двигателей и т. п.). В цепь динамомашины включается первичная обмотка, приемники же включаются в цепь вторичную. Если эта последняя разомкнута, т. е. во вторичной цепи нет тока, то ток первичный будет очень слаб, вследствие значительной самоиндукции первичной обмотки. Энергия, затрачиваемая в первичной цепи, при этом идет исключительно на нагревание первичной обмотки и на потери от токов Фуко и гистерезиса. По мере включения приемников во вторичную цепь, т. е. по мере того, как во вторичной обмотке усиливается ток, увеличивается сила тока и в первичной обмотке, следовательно, увеличивается и потеря энергии на ее нагревание, потеря же энергии на токи Фуко и гистерезиса почти не изменяется. Вследствие этого отношение между количеством энергии (числом ватт E2J2 получаемым во вторичной цепи, и количеством энергии (E1J1), затрачиваемым в цепи первичной, увеличивается с увеличением нагрузки Т. Это отношение, называемое отдачей Т., в хороших Т. изменяется от 95—97 % при полной нагрузке, до 80—85 % при нагрузках, не достигающих половины нормальной, для которой предназначен Т. При увеличениях нагрузки происходит всегда некоторое постепенное уменьшение разности потенциалов у зажимов вторичной обмотки. Это понижение, происходящее главным образом от падения потенциала во вторичной обмотке и от магнитной утечки, не превышает, однако, 2—3 % нормального напряжения. Поэтому Т. не требуют никакой регулировки напряжения. Последнее обстоятельство, в связи с тем, что в Т. переменного тока нет никаких подвижных частей, требующих ухода и надзора, позволяет устанавливать их в любых помещениях, напр. на чердаках, в подвалах и т. п., причем, однако, во избежание порчи обмоток от толчков и т. п., обыкновенно Т. заключаются в железные кожухи. Внешний вид Т. бывает очень разнообразный. На фиг. 2 представлен один из распространенных типов со снятым кожухом. При распределении электрического тока при помощи Т. обыкновенно первичные обмотки Т, включаются параллельно в провода, идущие от источника тока. Фиг. 2. Во вторичные же их цепи включаются, опять-таки параллельно, все приемники (фиг. 3). Фиг. 3. Т., предназначаемые не для простого переменного тока, а для трехфазного, устраиваются совершенно так же, как и для простого, с тою только разницею, что сердечники их снабжаются тремя парами обмоток, т. е. тремя обмотками первичными и тремя вторичными. На фиг. 4 представлен такой Т. Фиг. 4. Особый тип Т. переменного тока представляют так наз. однокатушечные Т. или автотрансформаторы. В них на сердечнике помещается только одна катушка, которая и включается в первичную цепь. В ответвлении от нескольких ее оборотов включаются приемники, так что эти обороты играют роль и вторичной катушки. Часть обмотки, играющая роль вторичной катушки, делается. понятно, из более толстой проволоки, чем остальная ее часть. Такие Т. применяются только для понижения напряжения токов и изготовляются только для весьма малых количеств энергии. Обычные же Т. с двумя катушками изготовляются для всяких количеств энергии от частей киловатта до тысяч киловатт. Очень мощные Т., во избежание нагревания, снабжаются вентилирующими приспособлениями. Т., предназначаемые для токов очень высокого напряжения (в 10 тыс. вольт и больше), для лучшей изоляции погружаются, в чаны с маслом. Т. постоянного тока представляют из себя комбинацию электродвигателя с динамомашиной. Двигатель питается первичным током и вращает соединенную с ним динамомашину, которая уже и дает вторичный ток. Электродвигатель и динамомашина расчитываются соответственно напряжениям, которые должны иметь первичный и вторичный токи. Иногда, с целью экономии материала, обе машины соединяются в одну: общая арматура снабжается двумя отдельными обмотками, снабженными каждая своим коллектором, которые помещаются по обе стороны арматуры (фиг. 5). Фиг. 5. Арматура эта вставляется в полюсное отверстие индукторов. К одному коллектору подводится трансформируемый (первичный) ток, от другого берется ток вторичный. Подобные Т. занимают меньше места, но они сложнее обыкновенных, поэтому на практике чаще применяются Т. из двух машин, оси арматур которых соединяются муфтой. На фиг. 6 представлен такой трансформатор. Фиг. 6. Т. постоянного тока машины гораздо менее совершенные, чем Т. тока переменного. Именно в них есть подвижные части, что вызывает необходимость смазки и вообще постоянного надзора, почему эти Т. должны быть устанавливаемы в специальных помещениях. Далее, отдача таких Т. сравнительно мала. Она не превосходит 80 %. Наконец, в Т. постоянного тока изменение нагрузки вторичной цепи влияет на напряжение вторичного тока гораздо сильнее, чем в Т. переменного тока, что вызывает необходимость регулировки этого напряжения от руки или при помощи специальных, автоматических регуляторов. Все эти причины делают то, что Т. постоянного тока применяются гораздо реже, чем Т. переменного тока, применяемые на практике в весьма широких размерах. Т. применяются как для повышения, так и для понижения напряжения тока. При распределении тока в больших районах и при передаче энергии на большие расстояния, можно достичь громадной экономии в меди, идущей на устройство проводников, если применять токи высокого напряжения. Между тем эти токи опасны для жизни и часто не пригодны для разного рода приемников, напр., ламп. Поэтому, если их желают применять, то в местах потребления надо понижать напряжение этих токов, что и делается посредством Т. Обычно канализируются токи в 2000—5000 вольт (иногда 20000 в.) и трансформируются в токи в 100—250 вольт. Однако, часто понижают и до более низких напряжений, напр. для паяния, для некоторых электрометаллургических операций и т. п. В качестве повышателей напряжения Т. применяются тогда, когда, в видах безопасности и лучшей изоляции, не желают устраивать машин, дающих токи высоких напряжений, Так, напр., при применении токов в 15000 вольт и больше, обыкновенно получают их не непосредственно от машин, но преобразовывая машинные токи посредством Т. Т. же повысители применяются и для получения токов очень высоких напряжений, необходимых, напр., для некоторых способов очистки питьевых вод, для воспроизведения явлений Тесла и т. д. Особый тип Т. представляют из себя Т. переменных токов в постоянные или обратно, называемые превратителями (umformer, commutatrice). В простейшем виде такой Т. представляет из себя комбинацию из электродвигателя и динамомашины, соединенных между собой. Электродвигатель питается превращаемым током и вертит динамомашину, дающую уже превращенный ток. На практике, в настоящее время чаще приходится превращать токи трехфазные переменные в постоянные, и для этой цели выработаны особые превратители, представляющие из себя одну машину. Такой превратитель состоит из индукторов, в которых помещается арматура с обыкновенной обмоткой машин постоянного тока и обычным Граммовским коллектором, помещенным с одной ее стороны. С другой ее стороны помещены три контактных кольца (как в обычных трехфазных двигателях), присоединенных к соответствующим точкам обмотки арматуры. При посредстве этих трех колец через арматуру пропускается превращаемый трехфазный ток, приводящий машину во вращение. От вращающейся же арматуры, совершенно так же как и в динамомашинах постоянного тока, через посредство Граммовского коллектора, получается постоянный ток. Подобные превратители работают очень экономично и занимают менее места, чем две спаренные машины между собою. Применяются они во всех тех случаях, когда имеется в распоряжении переменный ток, а для некоторых целей нужен постоянный. Так, подобные превратители применены на установке электрической передачи энергии с Ниагарских водопадов, где они питают электрические трамваи и электрохимические заводы. Точно так же превратители переменного тока в постоянный установлены во Франции для питания электрической дор. между Парижем и Версалем, в Берлине — для освещения города током, получаемым от станции, расположенной далеко за городом и дающей трехфазный ток, менее пригодный для дуговых ламп, чем постоянный, и во многих других местах. На фиг. 7 изображен превратитель, применяемый на Ниагарской установке. Фиг. 7. Трансформаторы постоянного тока в переменный имеют совершенно такое же устройство, как и превратители переменного в постоянный. На практике они применяются редко. В качестве трансформаторов напряжения могут быть применяемы при известных условиях конденсаторы. Однако, подобного рода их применение представляет пока только теоретический интерес, ввиду трудности приготовления конденсаторов достаточной емкости, которые выдерживали бы значительные напряжения. М. Шателен .Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. 1890—1907. dic.academic.ru Виды трансформаторов - ТрансформаторыСиловой трансформатор . Силовой трансформатор — это трансформатор, который преобразует электроэнергию в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии.Автотрансформатор . Автотрансформатор — трансформатор, где 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 заземленных сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3-4 . Существенным плюсом является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость. Трансформатор тока . Трансформатор тока — трансформатор , первичная обмотка которого подключена к источнику тока .Типичное применение — для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А , 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации. Трансформатор напряжения . Трансформатор напряжения — трансформатор, питающийся от источника напряжения . Типичное применение — преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА (релейная защита и автоматика) . Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения. Импульсный трансформатор . 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. Разделительный трансформатор . Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаний к земле и токоведущим частям или не токоведущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей. Пик-трансформатор . Пик-трансформатор — трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью. ukrelektrik.com Трансформаторы: устройство и работа трансформаторов
Генераторы, которые стоят на электростанциях, вырабатывают очень мощное ЭДС. На практике такое напряжения редко когда бывает нужно. Поэтому такое напряжение необходимо преобразовывать. ТрансформаторыДля преобразования напряжения используются устройства, называемы трансформаторами. Трансформаторы могут как и повысить напряжение, так и понизить его. Существуют также стабилизирующие трансформаторы, которые не повышают и не понижают напряжение. Рассмотрим устройство трансформатора на следующем рисунке. картинка Устройство и работа трансформатораТрансформатор состоит из двух катушек с проволочными обмотками. Эти катушки надевают на стальной сердечник. Сердечник не является монолитным, а собирается из тонких пластин. Одна из обмоток называется первичной. К этой обмотке подсоединяют переменное напряжение, которое идет от генератора, и которое нужно преобразовать. Другая обмотка называется вторичной. К ней подсоединяют нагрузку. Нагрузка это все приборы и устройства, которые потребляют энергию. На следующем рисунке представлено условное обозначение трансформатора. картинка Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. Когда через первичную обмотку проходит переменный ток, в сердечнике возникает переменный магнитный поток. А так как сердечник общий, магнитный поток индуцирует ток и в другой катушке. В первичной обмотке трансформатора имеется N1 витков, её полная ЭДС индукции равняется e1 = N1*e, где е – мгновенное значение ЭДС индукции во всех витках. е одинаково для всех витков обоих катушек. Во вторичной обмотке имеется N2 витков. В ней индуцируется ЭДС e2 = N2*e. Следовательно: e1/e2 = N1/N2. Сопротивлением обмоток пренебрегаем. Следовательно, значения ЭДС индукции и напряжения будут приблизительно равны по модулю: |u1|≈|e1|. При разомкнутой цепи вторичной обмотки в ней не идет ток, следовательно: |u2|=|e2|. Мгновенные значения ЭДС e1, e2 колеблются в одной фазе. Их отношение можно заменить отношением значений действующих ЭДС: E1 и E2. А отношение мгновенных значений напряжения заменим действующими значениями напряжения. Получим: E1/E2 ≈U1/U2 ≈N1/N2 = K К – коэффициент трансформации. При K>0 трансформатор повышает напряжение, при K<0 – трансформатор понижает напряжение. Если же к концам вторичной обмотки подключить нагрузку, то во второй цепи появится переменный ток, который вызовет появление в сердечнике еще одного магнитного потока. Это магнитный поток будет уменьшать изменение магнитного потока сердечника. Для нагруженного трансформатора будет справедлива следующая формула: U1/U2 ≈ I2/I1. То есть при повышении напряжения в несколько раз, мы во столько же раз уменьшим силу тока. Нужна помощь в учебе? Предыдущая тема: Генерирование электрической энергии: принцип действия генераторов Следующая тема:   Производство и использование электрической энергии: передача электроэнергииВсе неприличные комментарии будут удаляться. www.nado5.ru трансформаторПодобное соотношение получило название коэффициента трансформации. Следовательно, коэффициент трансформации любого трансформатора можно найти как: Если к трансформатору подключить нагрузку, то первичная обмотка будет потреблять ту же мощность(если пренебречь малыми потерями), что и вторичная. Т.е., если, скажем, ко вторичной обмотке с напряжением 12В вы подключите 12-вольтовую лампочку мощностью 60Вт, то ваш электросчетчик воспримет это будто бы к сети 220В подключена лампа 60Вт. А расчеты здесь таковы. Во вторичной обмотке ток составит 60Вт/12В=5А. В первичной обмотке трансформатора, а значит и через счетчик ток составит 60Вт/220В=0,27А. Из этого следует соотношение токов в обмотках: Следовательно, с помощью трансформатора можно получать высокие напряжения и малую силу тока, а также низкое напряжение и большую силу тока. В качестве КПД трансформатора принимают отношение мощности во вторичной обмотке к мощности в первичной: . КПД трансформатора всегда большой и составляет обычно от 96% до 99%. Отклонение от идеального случая, когда КПД=100%, объясняются потерями в самом трансформаторе. Например, ввиду того, что обмотки выполняются медными, а значит обладают каким-то сопротивлением, происходит их нагревание при прохождении тока. В самом сердечнике трансформатора возникают потери от так называемых вихревых токов. Снижают эти потери тем, что набирают сердечник из отдельных изолированных друг от друга лаком листов. Также в материале сердечника элементарные магнитики (атомы) постоянно поворачиваются в направлении переменного магнитного поля, обусловленного переменным напряжением (током). На это идут затраты энергии, которые называют затратами на гистерезис. Их снижают путем выполнения сердечника из материала, который требует незначительных затрат энергии на перемагничивание. Обычно для этих целей служит специальная электротехническая сталь. Еще один вопрос, который часто возникает о трансформаторах - это питание нагрузки от нескольких трансформаторов, включенных параллельно. Такая идея возникает, когда мощности одного имеющегося трансформатора недостаточно для питания нагрузки. Для этого необходимо знать условия параллельной работы. Для включения на параллельную работу трансформаторы должны иметь: 1)одинаковые коэффициенты трансформации(либо с разницей не более 0,5%), иначе между их вторичными обмотками будет циркулировать уравнительный ток, который даже при небольшой разнице в коэффициентах трансформации может привести к опасному перегреву; 2)одинаковые напряжения короткого напряжения uk, %, иначе они не смогут делить нагрузку пропорционально своим мощностям. Т.е. одни трансформаторы будут недогружены, а другие перегружены. Обычно эта величина указана в паспорте трансформатора. Однако, если величина напряжения короткого замыкания все же не известна, надо ориентироваться по мощностям применяемых трансформаторов. Они не должны отличаться между собою более чем на 10%; 3)для 3-х фазных трансформаторов необходимо еще условие соблюдения одинаковой группы соединений. Однако, такая необходимость очень редка, поэтому мы ее пропустим. Но на всякий случай знать это необходимо. slavapril.narod.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
