Нагрузочный режим трансформатора

Замкнем ключ во вторичной цепи, т. е. установим рабочий режим. Под действием ЭДС взаимоиндукции во вторичной цепи появится ток i ₂. МДС i ₂ w ₂ создает магнитный поток Ф₂, который для указанных на рис. 1, а направлений намотки витков и положительных направлений токов i ₁, i ₂ устремлен навстречу потоку Ф_1х, что соответствует правилу Ленца. Это явление называют размагничивающим действием вторичного тока. Результирующий магнитный поток Ф в правильно сконструированном трансформаторе практически зависит только от амплитуды U _{1 m} напряжения источника, поэтому размагничивающее действие вторичного тока компенсируется возрастанием тока (и потока) первичной обмотки от значения i ₀ до некоторого рабочего значения i ₁. Тогда результирующий (рабочий) поток Ф ≈ Ф_1х создается результирующей МДС i ₁ w ₁ – i ₂ w ₂ ≈ i ₀ w ₁. Рабочий поток Ф создает в первичной обмотке ЭДС самоиндукции е ₁ и во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции е ₂:

.

Напряжению источника u ₁(t) = U _{1 m} sinω t соответствует магнитный поток

,

где Φ _m = U _{1 m} /(ω w ₁) – амплитуда магнитного потока.

Таким образом, амплитуда Φ _m основного потока определяется амплитудой питающего напряжения и остается почти неизменной в режимах от холостого хода до номинального.

Определим ЭДС e ₁, e ₂

.

Действующие значения ЭДС первичной и вторичной обмоток:

.

Коэффициентом трансформации n трансформатора называют отношение

.

При повышающем трансформаторе w ₂ > w ₁, при понижающем - w ₁> w ₂.Для получения нескольких значений вторичного напряжения, на тот же магнитопровод наматывают несколько вторичных обмоток с разным числом витков.

На практике коэффициентом трансформации называют отношение номинального высшего напряжения трансформатора к номинальному низшему (под номинальным понимают напряжение в режиме холостого хода). Тогда коэффициент трансформации

n =,

и для любого трансформатора n ≥ 1