Принцип действия трансформатора

Лекция № 3

Дополнительная

Базовая

1. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. СПб., 1997.

2. Общая психология: Учебник для студентов пед. институтов / А.В. Пет­ров­с­кий, А.В. Брушлинский, В.П. Зинченко и др.; Под ред. А.В. Петровского. – 3-е изд., перераб. и доп. М., 1986.

3. Веккер Л.М. Психика и реальность: единая теория психических процессов. М., 1998.

4. Лурия А.Р. Ощущение и восприятие. М., 1978.

5. Линдсей П., Норман Д. Переработка информации у человека. Введение в психологию. М., 1974.

6. Немов Р. Психология: В 3 кн. Кн. 1. Общие основы психологии: Учебник для высших пед. учебных заведений. М., 1998.

7. Годфруа Ж. Что такое психология: В 2 т. Т.1. / Пер. с фран. М., 1997.

8. Рок И. Введение в зрительное восприятие. Кн. 1,2. М., 1980.

9. Грановская Р.М. Элементы практической психологии. СПб., 1997.

10. Познавательные процессы и способности в обучении. М., 1990.

11. Хрестоматия по ощущению и восприятию. М., 1975.

12. Миракян А.И. Константность и полифункциональность восприятия. М., 1992.

13. Солсо Р.П. Когнитивная психология. М., 1996.

Принцип действия трансформатора.

Уравнения ЭДС и МДС трансформатора. Приведенный трансформатор, определение его параметров. Схемы замещения трансформатора.

Принцип действия трансформатора основан на явлении взаимной индукции. Если одну из обмоток трансформатора подключить к источнику переменного напряжения (см. рис. 1.1), то по этой обмотке потечет переменный ток, который создаст в сердечнике переменный магнитный поток Ф. Этот поток сцеплен как с одной, так и с другой обмоткой и, изменяясь, будет индуцировать в них . Так как в общем случае обмотки могут иметь различное число витков, то индуцируемые в них будут отличаться по значению. В той обмотке, которая имеет большее число витков , индуцируемая будет больше, чем в обмотке, имеющей меньшее число витков.

Индуцируемая в первичной обмотке примерно равна приложенному напряжению и будет почти полностью его уравновешивать. Ко вторичной обмотке подключаются различные потребители электроэнергии, которые будут являться нагрузкой для трансформатора. В этой обмотке под действием индуцированной в ней возникнет ток , а на ее выводах установится напряжение , которые будут отличаться от тока и напряжения первичной обмотки. Следовательно, в трансформаторе происходит изменение параметров энергии: подводимая к первичной обмотке от сети электрическая энергия с напряжением и током посредством магнитного поля передается во вторичную обмотку с напряжением и током .

Трансформатор нельзя включать в сеть постоянного тока. В этом случае магнитный поток в нем будет неизменным во времени и, следовательно, не будет индуцировать в обмотках. Вследствие этого в первичной обмотке будет протекать большой ток, так как при отсутствии он будет ограничиваться только относительно небольшим активным сопротивлением обмотки.

2.2. Уравнения ЭДС и МДС трансформатора

Обмотки трансформатора обычно располагаются на ферромагнитном сердечнике, что обеспечивает увеличение магнитной связи между обмотками. С этой же целью стремятся расположить обмотки как можно ближе друг к другу. Рассмотрим трансформатор с двумя электрически не соединенными обмотками, имеющими числа витков и .

Реальная картина магнитного поля в трансформаторе достаточно сложна. Некоторые магнитные линии замыкаются целиком по сердечнику, охватывая все витки обеих обмоток, другие проходят частично или целиком по воздуху, охватывая то или иное число витков обмоток. Интересуясь только напряжениями на зажимах обмоток и не рассматривая распределение напряжения между отдельными их витками, можем действительную сложную картину поля заменить эквивалентной ей упрощенной, изображенной на рис. 2.1. Линии потока охватывают все витки обеих обмоток. Линии потока охватывают все витки только первой обмотки. Линии потока охватывают все витки только второй катушки. Поток называют основным, а потоки и – потоками рассеяния. Поток нелинейно связан с магнитодвижущей силой , определяемой обоими токами. Поток пропорционален току , а поток пропорционален току . Для потокосцеплений с первой и второй обмотками можем написать

Здесь и – индуктивности первичной и вторичной обмоток, определяемые потоками рассеяния.

Пусть к зажимам первичной обмотки трансформатора приложено напряжение , а к зажимам вторичной обмотки приключен приемник. Напряжение имеет составляющую , равную падению напряжения в сопротивлении первичной обмотки, и составляющую индуцируемую потоком :

(2.1)

ЭДС – индуцируемая потоком во вторичной обмотке, преодолевает падение напряжения в сопротивлении вторичной обмотки и напряжение на зажимах приемника:

(2.2)

Пользуясь разложением потоков на потоки рассеяния и основной, можем написать уравнения трансформатора в виде

Обозначим через , индуцируемые потоком в первичной и вторичной обмотках.

(2.3)

(2.4)

Из уравнения (2.3) следует, что напряжение, приложенное к первичной обмотке, должно преодолеть сопротивление первичной обмотки и уравновесить , индуцируемые в ней потоком рассеяния и основным потоком трансформатора. Из (2.4) вытекает, что, индуцируемая во вторичной обмотке основным потоком, преодолевает активное сопротивление вторичной обмотки, уравновешивает, индуцируемую потоком рассеяния этой обмотки и преодолевает напряжение на зажимах приемника.

Основной поток является важнейшей величиной, характеризующей трансформатор. По его максимальному значению , которое остается практически неизменным, определяют сечение стержня, а максимальная индукция определяет магнитные потери в магнитопроводе и намагничивающую мощность.

Если можно пренебречь потерями в стали (они обычно малы) и считать, что магнитопровод не насыщен, то потокосцепления и можно записать в виде:

где и – полные индуктивности первичной и вторичной обмоток, соответствующие всему сцеплённому с данной обмоткой потоку, – взаимоиндуктивности обмоток.

Подставляя значения и в правые части уравнений (2.1) и (2.2) , получаем:

(2.5)

(2.6)

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 399; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!