В) Режимы работы трансформатора

Режим работы трансформатора зависит от величины нагрузки во вторичной обмотке. На Рис.54.3. показано условное обозначение трансформатора Тр1 с подключенной выключателем Вк нагрузкой (потребителем).

Рис.54.3. Схема подключения трансформатора

Для трансформаторов характерны следующие режимы работы:

Режим холостого хода.

Когда отключена нагрузка R (Вк разомкнут), и во вторичном разомкнутом контуре II ток нагрузки I_н2=0.

Эдс Е₂ во вторичной обмотке равна:

Е₂=U₂

В первичной обмотке w ₁ протекает ток холостого хода I_o. Ток холостого хода обусловлен тепловыми потерями в первичной обмотке, потерями на активном сопротивлении r первичной обмотки w ₁, потерями в сердечнике за счет вихревых токов и за счет рассеивания магнитного поля в пространство, так как оно не замыкается полностью в магнитопроводе.

Режим рабочего хода, или рабочий режим.

При подключении нагрузки R ко вторичной обмотке w ₂ (Рис.54.3., выключатель Вк замкнут), образуется замкнутый контур II. В этом контуре потечет ток I_н2, а на обмотках установится напряжение U₂ и U₁. Ток I_н2,проходящий по вторичной обмотке, создаст свой магнитный поток Ф₂, направлен навстречу магнитному потоку Ф₁ первичной обмотки w₁, и стремится его уменьшить. Магнитный поток Ф₁ стремится уравновесить магнитный поток Ф₂. По этому при увеличении тока I_н2 увеличивается значение тока I_н1. Но магнитный поток Ф₁ зависит от величины тока нагрузки I_н2, следовательно при изменении нагрузки во вторичном контуре II, влечет к изменению величины тока в первичном контуре I. Отсюда можно сказать, пренебрегая потерями в сердечнике и в обмотках, что величина энергии потребляемой нагрузкой из вторичной обмотки, прямо пропорциональна энергии подаваемой из первичной обмотки

Режим короткого замыкания.

В этом режиме выводы вторичной обмотки соединяются между собой без нагрузки. Следует различать эксплуатационное короткое замыкание, которое происходит в электрической цепи и расценивается как аварийная работа, и опытное короткое замыкание. Опытное короткое замыкание производят при таком первичном напряжении U₁= U_к, при котором токи I_н1 и I_н2 обмоток трансформатора имеют номинальное значение.
При эксплуатационном коротком замыкании (аварийный режим) ток во вторичной цепи достигает очень большой величины. Соответственно резко увеличивается ток и в первичной обмотке, что приводит к перегреву изоляции и выходу трансформатора из строя.