Transformationsförhållande

Basen för transformatorn bestämmer fenomenetelektromagnetisk induktion. Kärnan i transformatorn består av separata stålplattor monterade i en sluten ram av en eller annan form. Två lindningar S1 och S2 med antalet varv w1 och w är placerade på kärnan. Vindningarna har obetydligt motstånd och stor induktans.

Applicera på båda ändarna av lindningen S1, vilkenlåt oss ringa den primära växelspänningen U ^. Växelströmmen kommer jag att passera genom lindningen, som kommer att magnetisera kärnans stål, skapa en magnetisk växelström i den. Den magnetiserande effekten av strömmen är proportionell mot antalet ampere-varv (Iw1).

När strömmen stiger, den magnetiskaflux och i kärnan, vars förändring kommer att excitera i spolarnas varv den elektromotoriska kraften av självinduktion. Så snart den når värdet på den applicerade spänningen upphör den nuvarande tillväxten i primärkretsen. I kretsen av transformatorens primära lindning kommer således den applicerade spänningen U1 och den elektromotoriska kraften av självinduktion Е будут att agera. Samtidigt är spänningen U ^ större än E ^ genom spänningsfallet i lindningen, vilket är mycket litet. Följaktligen kan vi ungefär skriva:

U1 = E1.

Det magnetiska variabelflödet som uppstår itransformatorkärna, när den passerar genom spolarna i sekundärlindningarna i varje spole excitationsspolen så sätt att storleken av den elektromotoriska kraften som en primär lindning hos varje spole.

Utgående från det faktum att antalet varv av primärlindningen är w, och sekundärlindningen är w2, kommer krafterna som induceras i dem att vara lika:

E1 = w1e,

E2 = w2e,

där e är den elektromotoriska kraften som uppstår i en revolution.

Spänningen U2 vid ändarna av den öppna lindningen är lika med den elektromotiva kraften i den, dvs:

U2 = E2.

Därför kan vi dra slutsatsenspänningen vid båda ändarna av transformatorns primära lindning refererar lika mycket till spänningen vid ändarna av den andra lindningen, eftersom antalet varv hos primärlindningen avser antalet varv hos sekundärlindningen:

(Ui / U2) = (wi / w2) = k.

Det konstanta värdet k är transformationsförhållandet för strömtransformatorn.

Om du behöver öka spänningen,Ordna sekundärlindningen med ett ökat antal varv (den så kallade steg-up-transformatorn); I det fall då det är nödvändigt att sänka spänningen tas transformatorns sekundära lindning med ett mindre antal varv (steg-ner-transformator). En transformator kan fungera både som en ökning av omvandlingsförhållandet och som en reduktion beroende på vilken lindning som används som den primära.

Sekundärlindningen är fortfarande öppen (ström i dennej). Transformatorn är tomgång. Samtidigt förbrukar den en liten mängd energi, eftersom den ström som magnetiserar stålkärnan, på grund av den höga induktansen hos spolen, är mycket liten. Det finns ingen överföring av energi till sekundärkretsen från den primära. Denna erfarenhet gör det möjligt att ta reda på omvandlingsförhållandet, tomgångsmotstånd och transformatorströmmen.

Ladda transformatorn, stäng genom resistorensekundär krets. Induktionsströmmen kommer nu att passera den, vi betecknar den med bokstaven I2. Denna ström, enligt lagen i Lenz, kommer att leda till en minskning av magnetflödet i kärnan. Men försvagningen av det magnetiska flödet i kärnan kommer att leda till en minskning av den elektromotoriska kraften av självinduktion i primärlindningen och till en obalans mellan denna kraft Е1 och spänningen U som ges av generatorn på primärlindningen. Som ett resultat kommer strömmen i primärlindningen att öka med en viss mängd som jag kommer att bli lika med I + I. På grund av ökningen av strömmen ökar magnetflödet i transformatorns kärna till föregående värde, och obalansen mellan UV och E1 återställs igen. Sålunda orsakar utseendet hos sekundärströmmen I2 en ökning av strömmen i primärlindningen med mängden Ij, som bestämmer belastningsströmmen för transformatorns primära lindning.

När en transformator är laddadkontinuerlig överföring av energi till sekundärkrets från primärt. Enligt lagen om bevarande och omvandling av energi är strömmen av strömmen i primärkretsen lika med strömmen av strömmen i sekundärkretsen; därför bör jämlikheten vara:

Ii U1 = I2U2.

I verkligheten observeras inte denna jämlikhet, eftersom det finns förluster, om än små, under driften av en transformator. Omvandlingsförhållandet är omkring 94-99%.