При подключении нагрузки к вторичной обмотке во вторичной цепи возникает ток нагрузки, создающий магнитный поток в магнитопроводе, направленный противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате в первичной цепи нарушается равенство ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.
Схематично, процесс преобразования можно изобразить следующим образом:
Мгновенный магнитный поток в магнитопроводе трансформатора определяется интегралом по времени от мгновенного значения ЭДС в первичной обмотке и в случае синусоидального напряжения сдвинут по фазе на 90° по отношению к ЭДС. Наведённая во вторичных обмотках ЭДС пропорциональна первой производной от магнитного потока и для любой формы тока совпадает по фазе и форме с ЭДС в первичной обмотке.
Коэффициент трансформации трансформатора — это величина, выражающая масштабирующую (преобразовательную) характеристику трансформатора относительно какого-нибудь параметра электрической цепи (напряжения, тока, сопротивления и т. д.).
|
|
Для трансформаторов с параллельным подключением первичной обмотки к источнику энергии интересует, как правило, масштабирование в отношении напряжения, а значит, коэффициент трансформации n выражает отношение первичного (входного) и вторичного (выходного) напряжений:
где
, — входное и выходное напряжения соответственно
— ЭДС наводимая в каждом витке любой обмотки данного трансформатора
, — число витков первичной и вторичной обмоток
, — токи в первичной и вторичной цепях трансформатора
, — активные сопротивления обмоток
Если пренебречь потерями в обмотках, то есть , считать равными нулю, то
Такие трансформаторы еще называют трансформаторами напряжения.
Для трансформаторов с последовательным подключением первичной обмотки к источнику энергии вычисляют масштабирование в отношении силы тока, то есть коэффициент трансформации n выражает отношение первичного (входного) и вторичного (выходного) токов:
Кроме того эти токи связаны еще одной зависимостью
где
, — токи в первичной и вторичной цепях трансформатора
W2, W1 — число витков первичной и вторичной обмоток
— ток «холостого хода», состоящий из тока намагничивания и активных потерь в магнитопроводе
Если пренебречь всеми потерями намагничивания и нагрева магнитопровода, то есть считать равным нулю, то
=>
Такие трансформаторы еще называют трансформаторами тока.
Если , то трансформатор можно назвать повышающим; в обратном случае — понижающим.
|
|
Недогрузка и перегрузка - КПД низкий