Основные теоретические положения. Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого

Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

Трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток, охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного материала (рис. 3.1). Трансформатор, не имеющий сердечника, называют воздушным или линейным. Обмотка трансформатора, соединённая с источником питания , называется первичной, а обмотка, к которой подключается потребитель электроэнергии , называется вторичной. Параметры, относящиеся к первичной обмотке, обозначаются индексом 1, например, , , , а относящиеся к вторичной обмотке, соответственно, индексом 2.

Рис. 3.1

Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции (взаимоиндукции). Явление взаимной индукции состоит в наведении ЭДС в индуктивной катушке при изменении тока в другой катушке. Под воздействием переменного тока в первичной обмотке в магнитопроводе создаётся переменный магнитный поток

,

пронизывающий первичную и вторичную обмотки и индуцирующий в них ЭДС

;

.

где и - амплитудные значения ЭДС.

Действующие значения ЭДС в обмотках равны

; .

Отношение ЭДС обмоток называется коэффициентом трансформации

.

Если > 1, то вторичная ЭДС меньше первичной, и трансформатор называется понижающим, при < 1 – трансформатор называется повышающим.

При работе трансформатора в режиме холостого хода, когда вторичная обмотка разомкнута, = 0. Ток первичной обмотки , называемый током холостого хода или током намагничивания, составляет примерно 2,5…10 % от номинального тока первичной обмотки.