Режимы работы трансформатора

       Различают три режима работы трансформатора: режим холостого хода, режим короткого замыкания и режим нагрузки.

       В режиме холостого хода на первичную обмотку трансформатора подано номинальное напряжение, а вторичная обмотка разомкнута. Под действием приложенного напряжения по первичной обмотке протекает ток холостого хода, не превышающий 4-10% от номинального тока. Так как ток холостого хода довольно мал, то потерями на нагревание обмотки можно пренебречь. Поэтому считается, что все потери происходят в стали сердечника на перемегничиваниеи вихревые токи. В режиме холостого хода определяется мощность потерь в стали сердечника P_ст.хх. Также в режиме холостого хода определяется коэффициент трансформации:

       В режиме короткого замыкания на первичную обмотку подается напряжение короткого замыкания (около 5% от номинального), вторичная обмотка замыкается накоротко и напряжение на ней равно нулю. При таком режиме в обмотках трансформатора устанавливаются номинальные токи. Так как напряжение первичной обмотки мало, а вторичной равно нулю, считается, что потерями на перемагничивание и вихревые токи в стали сердечника можно пренебречь. Поэтому можно определить мощность потерь на нагревание меди обмоток P_м.кз.

       Рабочий режим трансформатора мы получим в том случае, если к зажимам первичной обмотки приложим номинальное напряжение, а ко вторичной обмотке подключим потребитель, обладающий каким-либо сопротивлением. При изменении сопротивления нагрузки будут изменяться токи первичной и вторичной обмоток, а напряжение на вторичной обмотке будет уменьшаться. Процентное изменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора в режиме нагрузки определяется по формуле:

где U_2ХХ – напряжение на вторичной обмотке при холостом ходе, U₂ – напряжение на вторичной обмотке в режиме нагрузки. В современных трансформаторах ΔU бывает порядка 2-3%.

       Коэффициент полезного действия трансформатора можно определить по формуле:

где P₂ – мощность, отдаваемая вторичной обмоткой в нагрузку, P_ст.хх - мощность потерь в стали сердечника при холостом ходе, P_м.кз - мощность потерь на нагревание меди обмоток при коротком замыкании.