Ustatnik

Общи сведения за трансформаторите

Трансформаторите са устройства, които служат за предаване на електрическата енергия по индуктивен път. За тази цел електрическата енергия в тях се превръща (трансформира) в магнитна, а магнитната - отново в електрическа. При големите електрични трансформатори коефициентът на полезното им действие (КПД) достига до 98%.

Те се състоят най малко от две намотки навити върху общ магнитопровод. (фиг3-20). Ако на крайщата на едната намотка се подаде променливо напрежение U₁ през нея ще протече ток със сила I₁, който ще създаде в магнитопроводаМагнитен поток Ф₁ .

От електротехниката е известно, че когато променливия магнитен поток преминава през намотка, в нея има противна посока на напрежението, създало магнитния поток Ф₁ пронизва двете намотки на трансформатора w₁ и w₂ и създава в тях напрежения

където

• S_M е сечението на магнитопровода,
• B_M - амплитудатана магнитната индукция,
• а B_M/√2 - нейната стойност.

Ако към вторичната намотка на трансформатора се включи товар R₂ ( фиг 3.20 ), поради съществуващото в нея индуктирано напрежение Е₂ през нея ще протече ток I₂.

Превръщането на енергията в трансформатора както всяко превръщане на енергия е съпроводено със загуби, т.е. една част от нея се превръща в топлина. Загубите се дължат на активното съпротивление на намотките, на хистерезиса и скин ефекта в магнитопровода. Ето защо индуктираното в първичната намотка напрежение Е₁ не е равно по абсолютна стойност нанапрежението U₁, а е по малко:

Е₁ ≈ 0,9 U₁.

По същия начин напрежението върху клемите на вторичната намотка U₂ не е равно на напежението Е₂, а е по малко:

U₂ ≈ 0,9 Е₂

Мярка загубите в трансформатора е неговият коефицент на полезно действие

където

• Р₂ е мощността във вторичната намотка ( намотки )
• Р₁ - мощността в първичната намотка
• Р_и са загубите в намотките
• Р_м загубите в магнитопровода

Преводното отношение на един трансформатор е отношението между напрежението във вторичната намотка и напрежението първичната намотка:

n=U₂/U₂

Като се вземат предвид формули ( 3.23 ) до ( 3.25 ), за преводно отношение се получава

n ≈ E₂/E₁ = W₂/W₁

Според предназначението си трансформаторите, употребявани в електрониката, се разделят на нискочестотни, маломощни, мрежови, импулсни и др.