Теоретические пояснения

ОДНОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Цель работы:

1. Изучить устройство трансформатора и принцип действия.

2. Выполнить опыты холостого хода и короткого замыкания.

3. Определить параметры схемы замещения трансформатора.

4. Исследовать работу трансформатора при нагрузке.

5. Построить характеристики трансформатора в функции тока вторичной обмотки.

Теоретические пояснения

Трансформатором называется электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения при неизменной частоте.

Основными частями трансформатора являются замкнутый ферромагнитный сердечник и две электрически не связанные между собой об­мотки. На одну из обмоток трансформатора подаётся напряжение от источника электрической энергии - эта обмотка называется первичной. К другой обмотке, называемой вторичной, подключаются приёмники.

Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Переменный магнитный поток, возбуждаемый в сердечнике трансформатора, наводит в обеих обмотках электродвижу­щие силы, действующие значения которых равны

;

,

где - амплитуда магнитного потока;

f - частота переменного тока;

- соответственно числа витков первичной и вторичной обмоток. Трансформаторы с соотношением ЭДС, первичной и вторичной обмоток Е ₁ > Е ₂ называют понижающими, с Е ₁ < Е ₂ – повышающими.

Отношение ЭДС обмоток трансформатора называется коэффициентом трансформации, который определяться .

В режиме холостого хода E ₂= U _2Х, E ₁≈ U _1Х, поэтому коэффициент трансформации можно выразить через отношение напряжений .

При анализе режимов работы трансформатора цепи первичной и вторичной обмоток могут быть представлены схемами замещения - Т-образной или Г-образной. На рис. 1 показана Г-образная схема замещения.

Рис. 1.

Параметры схемы замещения:

- соответственно активные и индуктивные сопротивления рассеяния первичной и приведённой вторичной обмоток.

r_m, x_m - активное и индуктивное сопротивления ветви намагничивания, зависящие от магнитного потока сердечника.

Параметры схем замещения могут быть определены по данным опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатора.