Коефициент на трансформация

Базата на трансформатора определя феноменът на електромагнитната индукция. Ядрото на трансформатора се състои от отделни стоманени плочи, сглобени в затворена рамка от една или друга форма. Върху сърцевината са разположени две намотки S1 и S2 с броя на завъртанията w1 и w. Намотките имат незначителна съпротива и голяма индуктивност.

Приложете към двата края на намотката S1, която наричаме първично, променливо напрежение U1. С навиването ще премине променлив ток I, който магнетизира стоманената сърцевина, създавайки в нея магнитен променлив поток. Магнетизиращият ефект на тока е пропорционален на броя на ампериите (Iw1).

Тъй като токът се покачва, магнитният поток също ще се увеличи в сърцевината, промяната на която ще възбуди електродвижещата сила на самоиндукция в бобините на намотката. Веднага щом достигне стойността на приложеното напрежение, текущият растеж в първичния кръг ще престане. По този начин във веригата на първичната намотка на трансформатора ще действа приложното напрежение U1 и електродвижещата сила на самоиндукцията Е будут. В този случай напрежението U1 е по-голямо от Е1 с едно количество напрежение капки в ликвидацията, която е много малка. Следователно можем да напишем приблизително:

U1 = E1.

Променлив магнитен поток срещащи се в сърцевината на трансформатор, преминава също на вторични си намотки ликвидация, всяка намотка възбудителната намотка така, че величината на електродвижещата сила като първичната намотка на всяка намотка.

Изхождайки от факта, че броят на въртене на първичната намотка е w1 и вторичната намотка е w2, силите, индуцирани в тях, съответно ще бъдат равни:

E1 = w1e,

Е2 = w2e,

където e е електродвижещата сила, възникваща при една революция.

Напрежението U2 в краищата на отворената намотка е равно на електродвижещата сила в нея, т.е .:

U2 = E2.

Следователно, можем да заключим, че напрежението на двата края на трансформатор първичната намотка така се отнася до стойността на напрежението в краищата на втората намотка, броят на първичните навивки се отнася до броя на завъртанията на вторичната намотка:

(U1 / U2) = (w1 / w2) = k.

Константната стойност k е съотношението на трансформатора на токовия трансформатор.

В случай, че е необходимо да се увеличи напрежението, подредете вторична намотка с увеличен брой завои (т.нар. стъпков трансформатор) - в случаите, когато е необходимо да се намали напрежението, вторичната намотка на трансформатора се взема с по-малък брой завои (стъпков надолу трансформатор). Един трансформатор може да действа както като увеличаващ фактор на преобразуване, така и като стъпков трансформатор, в зависимост от това коя ликвидация се използва като основна.

Вторичната намотка е все още отворена (в нея няма ток). Трансформаторът е празен. В същото време тя консумира малко количество енергия, тъй като токът, магнетизиращата стоманена сърцевина, индуктивност на намотката много малък. Трансферът на енергия към вторичната верига от първичната енергия изобщо не присъства. Този опит прави възможно да се знае коефициента на трансформация, съпротивлението на празен ход и тока на трансформатора.

Зареждаме трансформатора чрез затваряне на вторичната верига на намотката през реостата. Сега ще започне да тече индукционен ток, ние го обозначаваме с буквата I2. Този ток, според закона на Ленц, ще доведе до намаляване на магнитния поток в сърцевината. Въпреки това, отслабването на магнитния поток в ядрото ще намали самостоятелно индукция електродвижещата сила в първичната намотка и до дисбаланс между тази сила и напрежението E₁ U₁, направена от генератора на първичната намотка. В резултат на това в първичната намотка токът ще се увеличи с малко количество I1 и ще стане равно на I + I1. Поради увеличението на тока магнитният поток в трансформаторното ядро ​​ще се увеличи до предишната стойност и нарушеното равновесие между U1 и Е1 ще бъде възстановено отново. По този начин появата на вторичния ток 12 води до увеличаване на тока в първичната намотка с количество 11, което ще определи натоварващия ток на първичната намотка на трансформатора.

Когато трансформаторът е натоварен, се осъществява непрекъснато прехвърляне на енергия към вторичната верига от първи контур. за Закон за опазване и преобразуване на енергия, силата на тока в първичния кръг е равна на тока в вторичната верига, следователно равенството трябва да действа:

I1U1 = I2U2.

В действителност, това равенство не се спазва, тъй като при функционирането на трансформатора има загуби, макар и малки. Коефициентът на трансформация е около 94-99%.