Работа трансформатора в режиме нагрузки, рис.21

Рис.21. Схема трансформатора под нагрузкой.

Подключим к вторичной обмотке нагрузку с сопротивлением Rн. Тогда во вторичной обмотке возникнет ток I₂, который, протекая по виткам W₂ вторичной обмотки, создаст МДС F₂= I₂×w₂, при этом в магнитопроводе возникнет магнитный поток Ф₂

Поток Ф₂ направлен встречно магнитному потоку Ф₀ и будет пытаться его размагнитить. Но магнитный Ф₀ не может изменится, так как прямо зависит от подведённого к первичной обмотке напряжения U₁. Тогда для компенсации потока Ф₂ первичная обмотка должна создать поток Ф₁ компенсирующий Ф₂. Поэтому в первичной обмотке, в дополнение к току I₀ появится ток I₁, который создаст Ф₁.

Т.е. в магнитопроводе действуют поток холостого хода Ф₀ и потоки Ф₁ и Ф₂, направленные навстречу друг другу, в итоге Ф₀= Ф₁+(-Ф₂).

Максимальное значение магнитного потока по закону Ома в магнитной форме:

Тогда, на основании Ф₀= Ф₁+(-Ф₂)

Выводы:

- значение магнитного потока Ф₀ в магнитопроводе не зависит от нагрузки трансформатора, а зависит от подведённого к трансформатору напряжения U₁;

- при подключении к трансформатору нагрузки в первичной обмотке возникает ток I₁, который создаёт поток Ф₁, компенсирующий действие потока Ф₂, таким образом, чтобы поток холостого хода Ф₀ не изменился, т.е.   Ф₀= Ф₁+(-Ф₂).

Е₁ = 4.44×Ф×f×w₁

Е₂ = 4.44×Ф×f×w₂

Задача:

Определить ЭДС  Е₁ и Е₂ трансформатора, если известны числа витков обмоток w₁= 1200 и w₂ = 80, Вст = 1.4 Тл, площадь поперечного сечения стержня магнитопровода Qст = 0.017 м², коэффициент заполнения стержня сталью Кс = 0.93.

Решение:

Ф = Вст×Qст×Кс = 1.4×0.017×0.93 = 0.0221 Вб

Е₁ = 4.44×Ф×f×w₁ = 4.44×0.0221×50×1200 = 5887.44 В

Е₂ = 4.44×Ф×f×w₂ = 4.44×0.0221×50×80 = 392.5 В