Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте


Скачать 73.03 Kb.
НазваниеТрансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте
Дата публикации15.04.2013
Размер73.03 Kb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Физика > Документы
7. Трансформаторы.

Устройство и принцип работы трансформатора

Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте.

Трансформатор состоит из 2-х основных частей: магнитопровода (сердечника) и обмоток.

Для уменьшения потерь от вихревых токов, возникающих при перемагничивании, сердечники собирают из тонких пластин толщиной 0,3 – 0,5 мм трансформаторной стали. Пластины изолируют друг от друга, покрывая их изолирующей плёнкой.

 

http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image001.gif

 

Простейший трансформатор состоит из сердечника и двух обмоток – первичной и вторичной. Если к первичной обмотке трансформатора подвести переменное напряжение U1, то в ней появится некоторый ток i01, который создает в сердечнике магнитный поток Φо. Этот поток наведёт в обеих обмотках ЭДС индукции e1 и e2:

 

 e1 = - w1http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image002.gif;

e2 = - w2 http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image002.gif, где

w1 и  w2 – число витков в первичной и вторичной обмотках.

Если приложенное напряжение U1 = Um1∙ sinωt,

то в идеальном трансформаторе (без потерь) его первичная обмотка будет представлять собой чистую индуктивность, и ток будет отставать по фазе от напряжения на угол 90˚.

i01 = I01m ∙ sin(ωt – π/2), а магнитный поток будет совпадать по фазе с создающем его током:  Φо = Φm ∙ sin(ωt – π/2) =  - Φm ∙ cosωt.

Тогда ЭДС e1 и  e2 будут равны:

 

e1 = - w1http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image003.gif = - w1∙ω∙Φm∙sinωt = - Em1∙sinωt

e2 = - w2http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image003.gif= - w2∙ω∙Φm∙sinωt = - Em2∙sinωt.

 

Для идеального трансформатора в соответствии со вторым законом Кирхгофа:

 u1 = -e1  и  u2 =  e2, то

  http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image004.gif = http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image005.gif  или   http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image006.gif =http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image007.gif = http://konspektiruem.ru/images/electrical_engineering/ustroistvo_i_princip_raboty_transformatora/image008.gif = k,             (7.5)

где k – коэффициент трансформации. Отношение напряжений на вторичной и первичной обмотках трансформатора равно отношению чисел витков в этих обмотках.

Формула (7.5) выполняется только для идеального трансформатора или в режиме холостого хода.

 

Преобразование электрической энергии в трансформаторе сопровождается потерями. Трансформатор не имеет движущихся частей, поэтому механические потери отсутствуют. Имеющиеся потери обусловлены явлениями гистерезиса, вихревыми токами рассеяния магнитного поля и активным сопротивлением обмоток.

В ферромагнетике, подвергаемом циклическому перемагничиванию, магнитный поток связан с током зависимостью, выражаемой петлей гистерезиса. При каждом перемагничивании затрачивается работа, пропорциональная площади петли гистерезиса. Эта работа вследствие внутреннего трения доменов идёт на нагревание сердечника.

Вихревые токи, или токи Фуко, возникающие в проводниках, находящихся в переменных магнитных полях, создаются в сердечнике трансформатора. Замыкаясь в толще сердечника, эти токи нагревают его и приводят к потерям энергии. Для уменьшения этих потерь сердечник набирают из тонких, изолированных друг от друга пластин.

 Потоки рассеяния создаются той частью магнитного потока, которая замыкается не через магнитопровод, а через воздух в непосредственной близости от витков. Они составляют около 1% от основного магнитного потока трансформатора.

Активное сопротивление обмоток создаёт потери за счёт токов, нагревающих обмотки.

Какие бывают виды трансформаторов?

РедактироватьВ избранноеПечать

Яндекс.ДиректВсе объявления

Трансформаторы

Множество предложений от частных лиц. Будь умней – покупай на Slando.

slando.ru

Трансформатор тока

ТОГФ-110, 220 Производства ЗАО ЗЭТО г. Великие Луки. Доставка в Иркутск.

zaokurs.ru

Купите автомобиль в Иркутске!

Подержанные автомобили на AVITO – сайте объявлений об авто №1 в России!

avito.ru

Популярные ответы

Как делать фонетический разбор слова?

Где найти тексты диктантов по русскому языку для 9 класса?

Чем отличается круг от окружности?

Как вычислить объем куба?

Как правильно расставить запятые в сложносочинённых предложениях?

Каковы размеры штампа на чертеже формата А1?

Когда ставятся запятые в предложениях со словом «как»?

Каково точное значение числа Пи?

Где найти электронные морфемные и словообразовательные словари русского языка?

Что такое назывное предложение?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Похожие ответы

Какие бывают типы наушников?

Какие последствия возникновения короткого замыкания?

Как классифицируются наушники?

Какие есть методы защиты от короткого замыкания?

Что такое короткое замыкание?

Какие причины возникновения короткого замыкания?

Какие бывают виды коротких замыканий?

Трансформатор (от лат. transformo — преобразовывать) — статическое (не имеющее подвижных частей) электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции системы переменного тока одного напряжения в систему переменного тока обычно другого напряжения при неизменной частоте и без существенных потерь мощности.

История трансформатора

Для создания трансформаторов необходимо было изучение свойств материалов: неметаллических, металлических и магнитных, создания их теории.

Первыми в этом направлении были работы профессора Московского Университета Александра Григорьевича Столетова: он обнаружил петлю гистерезиса и доменную структуру ферромагнетика (80-е).

Братья Гопкинсоны разработали теорию электромагнитных цепей.

В 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, лежащее в основе действия электрического трансформатора, при проведении им основополагающих исследований в области электричества.

Схематичное изображение будущего трансформатора впервые появилось в 1831 году в работах Фарадея и Генри. Однако ни тот, ни другой не отмечали в своём приборе такого свойства трансформатора, как изменение напряжений и токов, то есть трансформирование переменного тока.

В 1848 году французский механик Г. Румкорф изобрёл индукционную катушку. Она явилась прообразом трансформатора.

30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки.

Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон.

С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току. Русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889 г. предложил трёхфазную систему переменного тока, построил первый трёхфазный асинхронный двигатель и первый трёхфазный трансформатор. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891 г. Доливо-Добровольский демонстрировал опытную высоковольтную электропередачу трёхфазного тока протяжённостью 175 км трёхфазный генератор имел мощность 230 КВт при напряжении 95 В.

1928 год можно считать началом производства силовых трансформаторов в СССР, когда начал работать Московский трансформаторный завод (впоследствии — Московский электрозавод).

В начале 1900-х годов английский исследователь-металлург Роберт Хедфилд провёл серию экспериментов для установления влияния добавок на свойства железа. Лишь через несколько лет ему удалось поставить заказчикам первую тонну трансформаторной стали с добавками кремния.

Следующий крупный скачок в технологии производства сердечников был сделан в начале 30-х годов XX в, когда американский металлург Норман П. Гросс установил, что при комбинированном воздействии проката и нагревания у кремнистой стали появляются незаурядные магнитные свойства в направлении прокатки: магнитное насыщение увеличивалось на 50 %, потери на гистерезис сокращались в 4 раза, а магнитная проницаемость возрастала в 5 раз.

Виды трансформаторов

Силовой трансформатор

Силовой трансформатор — трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии.

Автотрансформатор

Автотрансформатор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. В промышленных сетях, где наличие заземления нулевого провода обязательно, этот фактор роли не играет. Зато существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость. Особенно эффективен автотрансформатор в случаях, когда необходимо получить вторичное напряжение, не сильно отличающееся от первичного.

Трансформатор тока

Трансформатор тока — трансформатор, предназначенный для снижения первичного тока до величины используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение вторичной обмотки 1А , 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке на коэффициент трансформации.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения — трансформатор, предназначенный для преобразования высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

Импульсный трансформатор

Импульсный трансформатор — трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

Разделительный трансформатор

Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаний к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

Пик-трансформатор

Пик-трансформатор — трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.

Похожие:

Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте iconЗакон Ома для переменного тока. Приборы и принадлежности
Цель работы: изучить методы измерений индуктивности катушки, емкости конденсатора и экспериментально проверить закон Ома для переменного...
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте iconКонтрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение?
...
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте iconТок, напряжение, мощность и энергия в электрических цепях
Под электрической цепью понимается совокупность электротехнических устройств, предназначенных для прохождения электрического тока,...
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте iconИсследование нелинейных электрических цепей постоянного тока цель работы
...
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте iconОбщая часть
Электрические станции предназначены для преобразования различных видов энергии в электрическую энергию. По роду первичной энергии,...
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте icon1. Понятие электрической цепи, электрической схемы, схемы замещения,...
Электрическая цепь  — совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы...
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте iconПравильный подбор аккумуляторной батареи
Таким образом, аккумулятор, имея возможность преобразовывать химическую энергию в электрическую, способен запасать ее и хранить в...
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте icon2. Номинальный-это режим на который расчитан источник или приёмник...
Номинальный-это режим на который расчитан источник или приёмник эл-ой энергии хар-ся 3-мя пар-ами номинальные напряж, сила тока,...
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте iconТем, что при реографии исследуются свойства сосудов, а при электрокардиографии...
Уменьшение импеданса ткани по мере увеличения частоты переменного тока называется
Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте iconЦепь переменного тока с активным сопротивлением
Рассмотрим цепь (рис. 134), состоящую из сопротивления г. Влиянием индуктивности и емкости для простоты пренебрегаем. К зажимам цепи...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница