Трансформатор был изобретен П.Н.Яблочковым в 1876 г. Устройство трансформатора и его схемотехни-ческое обозначение показано на следующем рисунке:
Работа трансформатора основана на магнитном свойстве электрического тока. При подключении концов первичной обмотки к электросети по этой обмотке протекает переменный ток, который создает вокруг ее витков и в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле. Пронизывая витки вторичной обмот-ки, переменное магнитное поле индуцирует в них ЭДС. Соотношение количества витков первичной и вторичной обмоток определяет получаемое напряжение на выходе трансформатора. Если количество вит-ков вторичной обмотки больше, чем первичной, выходное напряжение трансформатора будет больше напряжения сети. Такая обмотка называется повышающей. Если же вторичная обмотка содержит меньше витков, чем первичная, выходное напряжение окажется меньше сетевого (понижающая обмотка).
Трансформатор - это пассивный преобразователь энергии. Его коэффициент полезного действия (КПД) всегда меньше единицы. Это означает, что мощность, потребляемая нагрузкой, которая подключена к вто-ричной обмотке трансформатора, меньше, чем мощность, потребляемая нагруженным трансформатором от сети. Известно, что мощность равна произведению силы тока на напряжение, следовательно, в повышаю-щих обмотках сила тока меньше, а в понижающих - больше силы тока, потребляемого трансформатором от сети.
Параметры и характеристики трансформатора
Два разных трансформатора при одинаковом напряжении сети могут быть рассчитаны
на получение оди-наковых напряжений вторичных обмоток. Но если нагрузка
первого трансформатора потребляет большой ток, а второго - маленький, значит,
первый трансформатор характеризуется по сравнению со вторым большей мощностью.
Чем больше сила тока в обмотках трансформатора, тем больше и магнитный поток
в его сердечнике, поэтому сердечник должен быть толще. Поэтому габариты
трансформатора зависят от его мощности. И наоборот, сердечник определенного
размера пригоден для изготовления трансформатора только до определенной
мощности, которая называется габаритной мощностью
трансформатора.
Количество витков вторичной обмотки трансформатора определяет напряжение
на ее выводах. Но это напряжение зависит также и от количества витков первичной
обмотки. При определенном значении нап-ряжения питания первичной обмотки
напряжение вторичной зависит от отношения количества витков вторичной обмотки
к количеству первичной. Это отношение и называется
коэффициентом трансформации. Чем меньше габариты сердечника, тем
больше должно быть количество витков каждой обмотки. Поэтому размеру сердечника
трансформатора соответствует вполне определенное количество витков его обмоток,
приходящееся на один вольт напряжения, меньше которого брать нельзя. Эта
харак-теристика называется количеством витков на вольт.
Как и всякий преобразователь энергии, трансформатор обладает коэффициентом
полезного действия - отношением мощности, потребляемой нагрузкой,
к мощности, которую нагруженный трансформатор потребляет от сети.
Вернуться к расчету сетевого трансформатора.
