Шпоры 1 (тема 2 (1 из 2))

Посмотреть архив целиком

2. Трансформаторы.

2.1. Принцип действия трансформатора. Объясните, как изменятся напряжения и токи в трансформаторе при увеличении сопротивления нагрузки от Rном до 2Rном




Принцип действия: Первичную обмотку подключают к источнику переменного тока u1. К вторичной обмотке 2 присоединяют сопротивление нагрузки Zн.

При подключении к сети в первичной обмотке возникает переменный ток i1, который создаёт переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуцирует в обеих обмотках переменные ЭДС – е1 и е2 пропорциональные, согласно закону Максвелла, числам витков w1 и w2 соответствующей обмотки и скорости изменения потока dФ/dt. Следовательно, отношение мгновенных и действующих ЭДС в обмотках определяется выражением E1 / E2 = e1 / e2 = w1 / w2 .

Если пренебречь падениями напряжения в обмотках трансформатора, и считать E1≈U1 и E2≈U2, то получим

U1 / U2 ≈ w1 / w2 .

При увеличении сопротивления нагрузки: Zн=Rном (было в начале) Z`н=2Rном (стало).

U2=E2- I2*Zн, (токи I1,I2 увел. (?), напряжения U1,U2 такие же (?) (т.к. магнитный поток постоянен))

2.2. Работа трансформатора под нагрузкой. Сопоставьте внешние характеристики трансформатора при активной и активно-индуктивной нагрузках.


       Если к первичной обмотке трансформатора подключить напряжение U1, а вторичную обмотку соединить с нагрузкой, в обмотках появятся токи I1 и I2. Эти токи создадут магнитные потоки Ф1 и Ф2, направленные навстречу друг другу. Суммарный магнитный поток в магнитопроводе уменьшается. Вследствие этого индуктированные суммарным потоком ЭДС E1 и E2 уменьшаются. Действующее значение напряжения U1 остается неизменным. Уменьшение E1, вызывает увеличение тока токи I1. При увеличении тока I1 поток Ф1 увеличивается ровно настолько, чтобы скомпенсировать размагничивающее действие потока Ф2. Вновь восстанавливается равновесие при практически прежнем значении суммарного потока.

При подключении нагрузки к вторичной обмотке во вторичной цепи возникает ток, создающий магнитный поток в магнитопроводе, направленный противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате в первичной цепи нарушается равенство ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.

Схематично, процесс преобразования можно изобразить следующим образом:

Внешняя характеристика:


Самый нижний график – при индуктивно-активной нагрузке, второй снизу – при активной, самый верхний - активно-емкостная




2.3. Основные уравнения трансформатора. Объясните их смысл.


Уравнения равновесия ЭДС и напряжений в первичной и вторичной цепях трансформатора составим по 2-му закону Кирхгофа для электрических цепей:


Из этого следуют основные уравнения трансформатора:






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.