2015-02-14
872
Номинальное напряжение на зажимах вторичной обмотки является тем напряжением, которое существует в режиме холостого хода, если к первичной обмотке приложено напряжение, равное по величине номинальному.
Полная номинальная мощность трансформатора представляет собой произведение номинального тока и номинального напряжения вторичной обмотки и выражается в вольтамперах(В∙А), киловольтамперах (кВ∙А).
Для мощных трансформаторов справедливо условие:
, (7.1)
где t wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="32"/><w:sz-cs w:val="32"/><w:lang w:val="RU"/></w:rPr><m:t>РЅРѕРј</m:t></m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>"> 
– номинальное напряжение первичной обмотки;
– номинальное напряжение вторичной обмотки;
ar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>"> 
– номинальная полная мощность трансформатора;
– номинальныйток в первичной обмотке;
– номинальныйток вовторичной обмотке.
Коэффициентом трансформации называется отношение номинального напряжения первичной обмоткитрансформатора к номинальному напряжению вторичной обмотки:
. (7.2)
По определению 
, вычисленный коэффициент трансформации будет характеризовать собой и отношения
. (7.3)
где 
– ЭДС самоиндукции первичной обмотки трансформатора;
– ЭДС взаимоиндукции вторичной обмотки;
– число витков первичной обмотки трансформатора;
– число витков вторичной обмотки трансформатора.
Характерными для трансформатора являются режимы: холостого хода, нагрузки и короткого замыкания.
Режим холостого хода появляется в случае, если к зажимам вторичной обмотки трансформатора не подключен приёмник электрической энергии. Величины, характеризующие режим холостого хода: напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток 
, 
, мощность 
, ток 
и коэффициент мощности на входе работы трансформатора 
.
Опыт холостого хода позволяет найти потери энергии в стали трансформатора, возникающие вследствие гистерезиса и вихревых токов. В опыте холостого хода вторичная обмотка разомкнута (приемник электрической энергии отключен), а к зажимам первичной обмотки подано напряжение, равное её номинальному значению . Ток холостого хода трансформатора мал по сравнению с номинальным током первичной обмотки, поэтому мощность потерь электрической энергии в меди, пропорциональная квадрату тока, незначительна. Мощность энергии, потребляемой трансформатором в режиме холостого хода, может быть приравнена к мощности потерь энергии в стали 
.
Режим нагрузки появляется в случае, если к зажимам первичной обмотки подано напряжение, а к зажимам вторичной обмотки трансформатора подключен приёмник электрической энергии. Этот режим характеризуется уровнями напряжений на входе и выходе трансформатора 
и 
, токами в первичной и вторичной обмотках 
и 
, мощностью на входе и выходе 
и 
коэффициентом полезного действия η, коэффициентами мощности 
и 
.
Режим короткого замыкания. появляется в случае, если к зажимам первичной обмотки подано напряжение, а зажимы вторичной обммотки соединены накоротко.
Напряжение на первичной обмотке трансформатора 
, вызывающеее ток 
в первичной обмотке, называют напряжением короткого замыкания 
и выражают обычно в процентах от номинального напряжения :
.
У трансформатора низкого напряжения составляет 3-5% от номинального напряжения, поэтому к зажимам первичной обмотки в опыте короткого замыкания необходимо подключить вольтметр с соответствующим диапазоном измерения.
Мощность потерь электрической энергии в опыте короткого замыкания определяется практически только нагревом обмоток, так как уровень напряжения на первичной обмотке и магнитный поток в сердечнике очень малы в сравнении с номинальным режимом. Поэтому мощность , измеренную в опыте короткого замыкания, можно приравнять к мощности потери энергии в меди.
Таким образом, мощность потерь электрической энергии в трансформаторе при номинальном режиме может быть определена как сумма мощностей, измеренных в опытах холостого хода и короткого замыкания:
.
КПД трансформатора для номинального режима можно определить по формуле
Если необходимо рассчитать КПД трансформатора для режима, при котором ток нагрузки не равен номинальному, вводят коэффициент β, учитывающий степень загрузки трансформатора 
, тогда
.
Потери в меди принимаются равными 
Для расчета полных потерь и КПД трансформатора используют выражения:
или
