Трансформатори

Генератори, які стоять на електростанціях, виробляють дуже потужне ЕРС. На практиці таке напруги рідко коли буває потрібно. Тому таку напругу необхідно перетворювати.

Трансформатори
Для перетворення напруги використовуються пристрої, звані трансформаторами. Трансформатори можуть як і підвищити напругу, так і знизити його. Існують також стабілізуючі трансформатори, які не підвищують і не понижують напругу.

Розглянемо пристрій трансформатора на наступному малюнку.

Пристрій і робота трансформатора
Трансформатор складається з двох котушок з дротяними обмотками. Ці котушки надягають на сталевий сердечник. Сердечник не є монолітним, а збирається з тонких пластин.

Одна з обмоток називається первинною. До цієї обмотці під’єднують змінну напругу, яка йде від генератора, і яке потрібно перетворити. Інша обмотка називається вторинною. До неї приєднують навантаження. Навантаження це всі прилади і пристрої, які споживають енергію.

Робота трансформатора заснована на явищі електромагнітної індукції. Коли через первинну обмотку проходить змінний струм, в осерді виникає змінний магнітний потік. А так як сердечник загальний, магнітний потік індукує струм і в іншій котушці.

У первинній обмотці трансформатора мається N1 витків, її повна ЕРС індукції дорівнює e1 = N1*e, де е – миттєве значення ЕРС індукції у всіх витках. е однаково для всіх витків обох котушок.

У вторинній обмотці мається N2 витків. У ній індукується ЕРС e2 = N2*e.

отже:

e1/e2 = N1/N2.

Опором обмоток нехтуємо. Отже, значення ЕРС індукції і напруги будуть приблизно рівні за модулем:

| u1 | ? | e1 |.

При розімкнутому ланцюзі вторинної обмотки в ній не йде струм, отже:

| u2 | = | e2 |.

Миттєві значення ЕРС e1, e2 коливаються в одній фазі. Їх відношення можна замінити відношенням значень діючих ЕРС: E1 і E2. А ставлення миттєвих значень напруги замінимо діючими значеннями напруги. отримаємо:

E1/E2 ? U1/U2 ? N1/N2 = K

К – коефіцієнт трансформації. При K > 0 трансформатор підвищує напругу, при K <0 – трансформатор знижує напругу. Якщо ж до кінців вторинної обмотки підключити навантаження, то в другій ланцюга з’явиться змінний струм, який викличе появу в осерді ще одного магнітного потоку.

Це магнітний потік буде зменшувати зміна магнітного потоку осердя. Для навантаженого трансформатора буде справедлива наступна формула:

U1/U2 ? I2/I1.

Тобто при підвищенні напруги в кілька разів, ми в стільки ж разів зменшимо силу струму.

Посилання на основну публікацію