Трансформатор
Вы приобрели холодильник ЗИЛ. Продавец вас предупредил, что холодильник рассчитан на напряжение в сети 220 В. А у вас в доме сетевое напряжение 127 В. Безвыходное положение? Ничуть. Просто придется сделать дополнительную затрату и приобрести трансформатор. Трансформатор — очень простое устройство, которое позволяет как повышать, так и понижать напряжение. Преобразование переменного тока осуществляется с помощью трансформаторов. Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П. Н. Яблочковым для питания изобретенных им «электрических свечей» — нового в то время источника света. Идея П. Н. Яблочкова была развита сотрудником Московского университета И. Ф. Усагиным, сконструировавшим усовершенствованные трансформаторы.
 |
Рис.1 Рис.2
а принятое для него условное обозначение — на рис. 3.
 |
Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в железном сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает э.д.с. индукции в каждой обмотке. Причем мгновенное значение э.д.с. индукции е в любом витке первичной или вторичной обмотки согласно закону Фарадея определяется формулой
е = -
Δ
Ф/
Δ
t
.
Если Ф = Ф0 соsω
t
, то
е = ω Ф0
sin
ω
t
, или
е =
E
0
sin
ω
t
,
где
E
0
= ω Ф0 - амплитуда э.д.с. в одном витке.
В первичной обмотке, имеющей п1 витков, полная э.д.с. индукции
e
1
равна п1е.
Во вторичной обмотке полная э.д.с. е2 равна п2е, где п2 - число витков этой обмотки.
Отсюда следует, что
e
1/
е2 = п1/ п2. (1)
Сумма напряжения
u
1
, приложенного к первичной обмотке, и э.д.с.
e
1
должна равняться падению напряжения в первичной обмотке:
u
1
+
e
1
=
i
1
R
1
, где
R
1
- активное сопротивление обмотки, а
i
1
- сила тока в ней. Данное уравнение непосредственно вытекает из общего уравнения. Обычно активное сопротивление обмотки мало и членом
i
1
R
1
можно пренебречь. Поэтому
u
1
≈ -
e
1
. (2)
При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не течет, и имеет место соотношение
u
2
≈ -
e
2
. (3)
Так как мгновенные значения э.д.с.
e
1
и
e
2
изменяются синфазно, то их отношение в формуле (1) можно заменить отношением действующих значений
E
1
и
E
2
этих э.д.с. или, учитывая равенства (2) и (3), отношением действующих значений напряжений
U
1
и
U
2
.
U
1
/
U
2
=
E
1
/
E
2
=
n
1
/
n
2
=
k
. (4)
Величина
k
называется коэффициентом трансформации. Если
k
>1, то трансформатор является понижающим, при
k
<1 - повышающим.
При замыкании цепи вторичной обмотки в ней течет ток. Тогда соотношение
u
2
≈ -
e
Немного больше о технологиях >>>
О выборе рациональных размеров сегнетоэлектрического рабочего тела импульсного генератора напряжения
В
статье рассматривается генератор электрического напряжения, преобразующий
энергию механического удара в электрическую энергию. Основным элементом
рассматриваемого генератора является сегнетоэлектрическое рабочее тело, по
которому в процессе функционирования генератора движетс ...
Исторический анализ технических систем в прогнозном проекте
Приступая к прогнозному проекту обычно
изучаешь опыт предшественников, обращаешься к корифеям. На наш взгляд, наиболее
ценные советы можно получить в работе С. С. Литвина и В. М. Герасимова,
посвященной дальнему прогнозированию [1]. Но, когда переходишь к практическим
действиям ...
