Принцип работы однофазных трансформаторов

Принцип работы однофазных трансформаторов рассмотрим по схеме рис.10.4. При подключении источника напряжения  в первичной обмотке трансформатора возникает ток . Далее будем пользоваться действующими значениями используемых физических величин.

Ток  приводит к появлению магнитодвижущей силы первичной обмотки

.                            (10.1)

Магнитодвижущая сила  возбуждает в магнитопроводе магнитный поток , причем

.                                     (10.2)

Магнитный поток  индуцирует в первичной обмотке трансформатора Э.Д.С. самоиндукции , а во вторичной обмотке – Э.Д.С. взаимной индукции .

Замкнем цепь вторичной обмотки. Под воздействием ЭДС взаимной индукции через нагрузку Z₂  потечет ток I₂ , возникает магнитодвижущая

сила F₂, и магнитный поток Ф₂, причем

.                                    (10.3)

Для указанных на рис.10.2 направлений намотки обмоток трансформатора и выбранных положительных направлений токов I₁ и I₂  магнитные потоки Ф₁  и Ф₂ встречные. Поэтому в магнитопроводе создается результирующий магнитный поток

 .                              (10.4)

Этот поток пересекает витки обеих обмоток трансформатора и наводит в них результирующие Э.Д.С. е₁ и е_{2 .}

Помимо основного магнитного потока Ф (по 10.4) в реальном трансформаторе существуют потоки рассеяния первичной  и вторичной  обмоток. Для количественной оценки потоков  и  вводят понятие эквивалентной индуктивности рассеяния так, что ; .

Кроме того, обмотки реального трансформатора обладают активными сопротивлениями R₁ и R₂.  Учитывая (8.3), (8.15) и (10.7), определяем напряжение на первичной и вторичной обмотках трансформатора:

,          .

Эти напряжения полностью уравновешиваются Э.Д.С. первичной  и вторичной  обмоток:

, .

Отношение (10.10) к (10.9):             

называется коэффициентом трансформации.