Uz nolaišana ω 1>ω 2; U 1>U2; Uz>1 ;

Uz pārejas ω 1 =ω 2; U 1=U2; K=1.

Transformatora darbības analīze.

1. Gaidīšanas režīms

Šajā režīmā sekundārais tinums ir atvērts. Slēdzis ir iekšā 1. pozīcija.Primārās ķēdes patērētā strāva ir minimāla, un to sauc par tukšgaitas strāvu. Magnētisko lauku ap primāro tinumu sauc par tukšgaitas magnētisko lauku.Šis režīms ir nekaitīgs transformatoram.

2. Transformatora darbība slodzes režīmā

Ieslēdziet slēdzi 2. pozīcija, kamēr transformators no dīkstāves režīma pāriet slodzes režīmā. Caur sekundāro tinumu plūst strāva es 2, kura magnētiskā plūsma saskaņā ar Lenca likumu ir vērsta pret primārā tinuma magnētisko lauku Φ . Tā rezultātā magnētiskā plūsma Φ pirmajā brīdī samazinās, kas izraisa samazināšanos e. d.s. pašindukcija E 1 transformatora primārajā tinumā. Tā kā pielietotais spriegums U 1 (tīkls, ģenerators) paliek nemainīgs, elektriskais līdzsvars starp spriegumu un e. d.s. pašindukcija ir bojāta, un primārajā tinumā palielinās strāva. Strāvas palielināšanās izraisa magnētiskās plūsmas palielināšanos, kas savukārt izraisa e. d.s. pašindukcija. Šis process turpinās, līdz tiek atjaunots elektriskais līdzsvars starp pielietoto spriegumu un e. d.s. pašindukcija. Bet šajā gadījumā primārā tinuma strāva būs lielāka nekā tukšgaitā, t.i., transformatora primārā un sekundārā tinuma kopējā magnētiskā plūsma slodzes režīmā ir vienāda ar primārā tinuma magnētisko plūsmu dīkstāves režīmā.

Tātad slodzes režīmā, tas ir, kad parādās sekundārā strāva, palielinās primārā strāva, sekundārajā tinumā tiek izveidots sprieguma kritums un sekundārais spriegums samazinās. Samazinoties slodzei, t.i., samazinoties sekundārajai strāvai, samazinās sekundārā tinuma demagnetizējošā iedarbība, magnētiskā plūsma serdenī pirmajā brīdī palielinās un attiecīgi palielinās e. d.s. pašindukcija E 1 . Tiek traucēts elektriskais līdzsvars starp U 1 un E 1, primārajā tinumā samazinās strāva, savukārt samazinās magnētiskā plūsma un e. d.s. pašindukcija. Šis process turpinās, līdz tiek atjaunots īslaicīgi traucētais elektriskais līdzsvars starp U 1 un E 1, bet pie mazākas strāvas I 1 .

Tātad, strāvas samazināšanās I 2 noved pie strāvas I 1 samazināšanās, sprieguma kritums transformatora sekundārajā tinumā samazinās un sekundārais spriegums palielinās.

Jebkuras sekundārās strāvas izmaiņas izraisa izmaiņas primārajā strāvā, kuras mērķis ir uzturēt nemainīgu magnētisko plūsmu transformatora kodolā.

Tagad ieslēdziet slēdzi 4. pozīcija.

Sekundārās ķēdes pretestība praktiski būs vienāda ar nulli. Sekundārās ķēdes strāva būs maksimāla, sekundārā tinuma magnētiskais lauks būs maksimāls. Primārā tinuma magnētiskais lauks samazināsies un kļūs minimāls, līdz ar to arī primārā tinuma induktīvā pretestība kļūs minimāla.Primārās ķēdes patērētā strāva palielināsies līdz maksimumam. Šo režīmu sauc par īssavienojuma režīmu. Šis režīms ir bīstams transformatoram un visai ķēdei. Lai aizsargātu pret īssavienojumiem, primārajā vai sekundārajā ķēdē ir uzstādīti drošinātāji.

Vai transformators var iegūt jaudu?

Primārajā ķēdē attīstītā jauda ir vienāda ar reizinājumu U 1 * I 1 sekundārajā ķēdē U 2 * I 2. Transformators nedod jaudas pieaugumu, jo jebkurš sprieguma pieaugums ar transformatora palīdzību ir kopā ar atbilstošu strāvas samazināšanos, t.i., cik reizes transformators tik reižu palielinās spriegumu, ka tas samazinās strāvas daudzumu sekundārajā ķēdē. Pazeminošā transformatorā, cik reizes transformators samazinās spriegumu, cik reizes tas palielinās strāvas daudzumu sekundārajā ķēdē.

Transformatora efektivitāte

Efektivitāte ir sekundārās jaudas P 2 attiecība pret primāro P 1 (lietderīgo jaudu un patērēto), kas izteikta %.

Piemēram, transformatora efektivitāte ir 90%, kas nozīmē, ka 90% enerģijas, ko primārais tinums saņem no strāvas avota, nonāk sekundārajā tinumā un 10% tiek zaudēti transformatorā pie transformatora aktīvās pretestības. Zaudējumu klātbūtne noved pie tā, ka transformatora sekundārā tinuma slodzē atbrīvotā jauda vienmēr ir mazāka par primārā tinuma patērēto jaudu.

Enerģijas zudumi transformatorā sastāv no serdeņa zudumiem un tinumu zudumiem. Galvenie zudumi ietver magnētiskās histerēzes zudumus un virpuļstrāvas zudumus. Zudumi tinumos rodas parastās tinumu sildīšanas dēļ ar strāvu.

Jaudīgo stacionāro transformatoru efektivitāte ir līdz 99%. Sakaru iekārtās izmantoto mazjaudas transformatoru efektivitāte tiek uzskatīta par 80%.

1. Tinums

Transformatoru tinumu ražošanai tiek izmantoti tinumu vadi, tie ir vara un ar izolāciju.

PE-stieples emaljētas

PEL stiepļu emaljētas lakas izturīgas

Emaljēta augstas stiprības PEV stieple

PEL ir paredzēts temperatūrai līdz 90 0 , īsi 105 0 ; PEV līdz 105 0, īstermiņa līdz 125 0

Tinumi uztīti uz rāmja (plastmasa, tekstolīts, getinaks, kartons), ir arī bezrāmju tinums. Tinuma stieples galam jābūt fiksētam. Tinumi tiek uztīti rindās pagrieziena uz pagriezienu. Pēc katras rindas tiek uzlikta izolācija (kondensatora vai kabeļa papīra sloksne), lai nebūtu bojājumu. Arī otrs tinuma gals ir jānostiprina. Pēc pirmā tinuma uztīšanas tiek uzlikta labāka izolācija, piemēram, lakota auduma sloksne, pēc tam tiek uztīts nākamais tinums. Tinumus uztina vienu uz otra.Bieži vien transformatoru ražošanā primāro un sekundāro tinumu sadala sekcijās.Šajā gadījumā primārā tinuma magnētiskais lauks labāk pārklāj sekundāro tinumu.

2. Serdeņi

Serdeņi ir: stienis, bruņas un toroidāls.

Serdeņu ražošanai bieži izmanto dažādu marku transformatoru tēraudu. Kodols ir izgatavots no plānām tērauda plāksnēm, kas izolētas viena no otras. Kā izolāciju bieži izmanto oksīdu (katogu), kas veidojas uz plākšņu virsmas, kad tās tiek uzkarsētas. paaugstināta temperatūra. Ja serde ir izgatavota nevis no atsevišķām plāksnēm, kas izolētas viena no otras, bet gan no diviem salocītiem gabaliem, tad serde tiks uzkarsēta ar virpuļstrāvām. Atsevišķu plākšņu virpuļstrāvas ir mazas, un kopumā kodols uzsilst nenozīmīgi. Transformatora serdenim jābūt labi saspiestam, lai tas nedungotu. Labākais veids, kā saspiest, ir saspiest ar tapām ar uzgriežņiem. Bieži vien saspiešana tiek veikta ar skavu, kas ieskauj serdi.

Transformatoru tērauda serdeņi ir vāji magnetizēti vājos magnētiskajos laukos. Tāpēc zemā līmenī audio frekvences Tiek izmantoti permalloy serdeņi. Permalloy ir niķeļa, molibdēna, hroma, mangāna, vara, silīcija un dzelzs sakausējums.

Ferīta serdeņi tiek izmantoti augstfrekvences strāvas ķēdēs. Ferīts ir magnetodielektrisks, tas ir, dielektriķis ar magnētiskām īpašībām. Tas ir izgatavots no metāla oksīdiem pulvera veidā, kas sajaukts ar sveķiem vai polistirolu.

Sastāv no diviem atsevišķiem tinumiem, ko sauc par primāro un sekundāro tinumu. Primārajam tinumam tiek pielikts maiņstrāvas ieejas spriegums un tas rada mainīgu magnētisko lauku. Šis magnētiskais lauks mijiedarbojas ar sekundāro tinumu, inducējot tajā maiņstrāvas spriegumu (precīzāk, EMF). Sekundārajā tinumā inducētajam spriegumam ir tāda pati frekvence kā ieejas spriegumam, bet tā amplitūdu nosaka sekundāro un primāro tinumu apgriezienu skaita attiecība.

Ja ieejas spriegums primārā tinuma spailēs = V1
izejas spriegums sekundārajos spailēs = V2
primāro apgriezienu skaits = T1
sekundāro apgriezienu skaits = T2

tad

Turklāt I1/ I2 = T1/ T2, kur I1 un I2 ir attiecīgi primārā un sekundārā strāva.

Transformatora veiktspējas koeficients (COP).

Iepriekš minētie koeficienti pieņem, ka transformators ir 100% efektīvs, t.i., jaudas zudumu nav vispār. Sekojoši,
Ieejas jauda I1 V1 = Izejas jauda I2 V2.
Praksē transformatoru efektivitāte ir aptuveni 96-99%. Lai palielinātu transformatora efektivitāti, tā primārais un sekundārais tinums tiek uztīts uz vienas un tās pašas magnētiskās serdes (7.10. att.).

paaugstinošie un pazeminātie transformatori

Pakāpju transformators pie izejas (sekundārajā tinumā) ražo vairāk nekā augstsprieguma nekā pielietots ieejā (primārajam tinumam). Šim nolūkam sekundārā tinuma apgriezienu skaits ir lielāks par primārā tinuma apgriezienu skaitu.
Pazeminošs transformators pie izejas rada mazāku spriegumu nekā pie ieejas, jo tā sekundārajam tinumam ir mazāk apgriezienu nekā primārajam.

attēlā parādītais transformators. 7.11, ir slodzes rezistors r2 sekundārā tinuma ķēdē. Pretestību r2 var pārrēķināt vai, kā saka, pievadīt primārajam tinumam, tas ir, transformatora r1 pretestībai no primārā tinuma puses. Attiecību r1/r2 sauc par pretestības koeficientu. Šo attiecību var aprēķināt šādi. Tā kā r1 = V1 / I1 un r2 = V2 / I2, tad

Rīsi. 7.10. Transformators.

Rīsi. 7.11. Samazināšanas koeficients
pretestība

r1/ r2 = T12/ T22 = n2.

Rīsi. 7.12. Autotransformators.

Rīsi. 7.13. Autotransformators ar vairākiem pieskārieniem.

Bet V1 / V2 = T1 / T2 = n un I2 / I1 = T1 / T2 = n, tātad

r1 / r2 = n2

Piemēram, ja slodzes pretestība r2 \u003d 100 omi un tinumu apgriezienu skaita attiecība (transformācijas koeficients) T1 / T2 \u003d n \u003d 2: 1, tad no primārā tinuma puses transformators var uzskatāms par rezistoru ar pretestību r1 \u003d 100 omi 22 \u003d 100 4 \u003d 400 omi.

Transformatoram var būt viens tinums ar vienu krānu no šī tinuma pagriezienu daļas, kā parādīts attēlā. 7.12. Šeit T1 ir primārā tinuma apgriezienu skaits un T2 ir sekundārā tinuma apgriezienu skaits. Spriegumi, strāvas, pretestības un transformācijas koeficienti tiek noteikti pēc tām pašām formulām, kas attiecas uz parasto transformatoru.
Uz att. 7.13 parādīts cits transformators ar vienu tinumu, kurā no šī tinuma ir izgatavoti vairāki krāni. Visas spriegumu, strāvu un pretestību attiecības joprojām nosaka transformācijas koeficients (V1/Va = T1/Ta, V1/Vb = T1/Tb utt.).

Uz att. 7.14 parāda transformatoru ar krānu no tā sekundārā tinuma vidus. Izejas spriegumi Va un Vb tiek ņemti no sekundārā tinuma augšējās un apakšējās puses Ieejas sprieguma (uz primārā tinuma) attiecību pret katru no šiem izejas spriegumiem nosaka apgriezienu skaita attiecība, un

V1/Va = T1/Ta V1/Vb = T1/Tb

kur T1, Ta un Tb ir attiecīgi primārā, sekundārā a un sekundārā b tinumu apgriezienu skaits. Tā kā krāns ir izgatavots no sekundārā tinuma vidus, spriegumi Va un Vb ir vienādi amplitūdā. Ja vidējais punkts ir iezemēts, kā ķēdē attēlā. 7.14, tad izejas spriegumi, kas ņemti no abām sekundārā tinuma pusēm, ir pretfāzē.

Piemērs

Pievērsīsimies att. 7.15. (a) Aprēķiniet spriegumu starp transformatora spailēm B un C, (b) Ja starp spailēm A un B ir 30 apgriezieni, cik apgriezienu ir transformatora sekundārajam tinumam?
Risinājums
a) VBC = VAD - VAB - VCD = 36V - 6V - 12V = 18V.
Pagriezienu skaits starp A un B
b) VAB / VAD == ----------------
Pagriezienu skaits starp A un D

Tāpēc 6V/36V = 30/TAD, tātad TAD = 30 36/6 = 180 apgriezieni.

Rīsi. 7.14. Transformators ar krānu no sekundārā tinuma viduspunkta.

Rīsi. 7.15. VAD = 36 V, VAB = bV,
VCD = 12V.

Magnētiskā ķēde

Ir pieņemts teikt, ka magnētiskajā ķēdē magnētisko plūsmu (vai magnētisko lauku), ko mēra Teslā, rada spēks, ko sauc par magnetomotīves spēku (MMF). Magnētisko ķēdi parasti salīdzina ar elektrisko ķēdi, magnētisko plūsmu salīdzinot ar strāvu un magnetomotīves spēku ar elektromotora spēku. Tāpat kā saka par pretestību R elektriskā ķēde, var runāt par magnētiskās vērtības magnētisko pretestību S; šiem terminiem ir tāda pati nozīme. Piemēram, mīkstam magnētiskam materiālam, piemēram, kaļamam čugunam, ir zema magnētiskā pretestība, t.i., zema pretestība pret magnētisko plūsmu.

Magnētiskā caurlaidība

Materiāla magnētiskā caurlaidība ir mērs, cik viegli to var magnetizēt. Piemēram, kaļamam čugunam un citiem elektromagnētiskiem materiāliem, piemēram, ferītiem, ir augsta magnētiskā caurlaidība. Šos materiālus izmanto transformatoros, induktoros, relejos un ferīta antenās. Turpretim nemagnētiskiem materiāliem ir ļoti zema magnētiskā caurlaidība. Magnētiskajiem sakausējumiem, piemēram, silīcija tēraudam, ir iespēja palikt magnetizētiem, ja nav magnētiskā lauka, un tāpēc tos izmanto kā pastāvīgos magnētus skaļruņos (dinamiskās galviņās), kustīgos spoles magnetoelektriskajos skaitītājos utt.

Ekranēšana

Aplūkosim magnētiskajā laukā ievietotu dobu cilindru (7.16. att.). Ja šis cilindrs ir izgatavots no materiāla ar zemu magnētisko pretestību (mīksts magnētiskais materiāls), tad magnētiskais lauks tiks koncentrēts cilindra sieniņās, kā parādīts attēlā, neiekrītot tā iekšējā reģionā.

Rīsi. 7.16. Magnētiskais ekranējums.

Rīsi. 7.17. Elektrostatiskais ekranējums transformatorā.

Tāpēc, ja šajā zonā tiks novietots kāds objekts, tas tiks aizsargāts (ekranēts) no apkārtējā telpā esošā magnētiskā lauka ietekmes. Šo ekranējumu, ko sauc par magnētisko ekranējumu, izmanto, lai aizsargātu katodstaru lampas, kustīgu spoļu magnetoelektriskos mērītājus, dinamiskos skaļruņus utt. no ārējiem magnētiskajiem laukiem.
Transformatori dažreiz izmanto cita veida ekranējumu, ko sauc par elektrostatisko vai elektrisko ekranējumu. Starp transformatora primāro un sekundāro tinumu tiek novietots plānas vara folijas vairogs, kā parādīts attēlā. 7.17. Kad šāds ekrāns ir iezemēts, kapacitātes ietekme starp tinumiem, kas rodas šo tinumu potenciālās atšķirības dēļ, ievērojami samazinās. Elektrostatisko ekranējumu izmanto arī koaksiālajos kabeļos un visur, kur vadītājiem ir atšķirīgs potenciāls un tie atrodas tuvu viens otram.

Šis video runā par to, kas ir transformators:

transformators sauc par statisku elektromagnētisku ierīci, kurai ir divi (vai vairāki) induktīvi savienoti tinumi un kura ir paredzēta vienas (primārās) maiņstrāvas sistēmas pārvēršanai citā (sekundārā) maiņstrāvas sistēmā, izmantojot elektromagnētiskās indukcijas fenomenu.

Vispārējā gadījumā sekundārā maiņstrāvas sistēma var atšķirties no primārās pēc jebkuriem parametriem: sprieguma un strāvas vērtībām, fāžu skaitam, sprieguma (strāvas) viļņu formai, frekvencei. Vislielākais pielietojums elektroietaisēs, kā arī elektroenerģijas pārvades un sadales sistēmās ir vispārējas lietošanas spēka transformatori, caur kuriem tiek mainītas maiņstrāvas un sprieguma vērtības. Šajā gadījumā fāžu skaits, sprieguma (strāvas) līknes forma un frekvence paliek nemainīga.

Apsverot šīs lekcijas jautājumus, mēs paturēsim prātā jaudas transformatorus vispārējai lietošanai.

Apsveriet vienkāršākā vienfāzes transformatora darbības principu. Vienkāršākais vienfāzes jaudas transformators sastāv no magnētiskās ķēdes (serdes), kas izgatavota no feromagnētiska materiāla (parasti lokšņu elektriskā tērauda), un diviem tinumiem, kas atrodas uz magnētiskās ķēdes serdeņiem.

Kāpēc transformatora magnētiskais kodols ir izgatavots no feromagnētiska materiāla?

Viens no tinumiem, ko sauc primārs, savienots ar maiņstrāvas avotu spriegumam U 1 . Uz citu tinumu sauc sekundārais pieslēgts patērētājs Zн. Transformatora primārajam un sekundārajam tinumam nav elektriska savienojuma savā starpā, un jauda no viena tinuma uz otru tiek pārraidīta elektromagnētiski.

Kāds ir transformatora serdes mērķis?

Magnētiskā ķēde, uz kuras atrodas šie tinumi, palīdz uzlabot induktīvo savienojumu starp tinumiem.

Transformatora darbības pamatā ir elektromagnētiskās indukcijas fenomens (2. att.).

Rīsi. 2. Transformatora elektromagnētiskā ķēde

Pieslēdzot transformatora primāro tinumu maiņstrāvas tīklam ar spriegumu U 1 caur tinumu plūdīs maiņstrāva i 1 , kas radīs mainīgu magnētisko plūsmu magnētiskajā ķēdē F . Magnētiskā plūsma, kas iekļūst sekundārā tinuma pagriezienos, inducē tajā e 2 , ko var izmantot slodzes darbināšanai. Noslēdzoties magnētiskajā ķēdē, šī plūsma savienojas ar abiem tinumiem (primāro un sekundāro) un izraisa tajos EML:

Pašindukcijas primārajā EML:

Savstarpējās indukcijas sekundārajā EML:

Savienojot slodzi Zn ar transformatora sekundārā tinuma spailēm EML iedarbībā e 2 šī tinuma ķēdē tiek izveidota strāva i 2 , un spriegums U 2 ir iestatīts uz sekundārā tinuma spailēm.

Vai transformators var darboties ar līdzstrāvu?

Transformators ir maiņstrāvas ierīce. Ja tā primārais tinums ir savienots ar līdzstrāvas avotu, tad magnētiskā plūsma transformatora magnētiskajā ķēdē būs nemainīga gan lielumā, gan virzienā (dФ / dt \u003d 0), tāpēc elektromagnētiskās indukcijas EMF nebūs tiek inducēts transformatora tinumos, un tāpēc elektrība no primārās ķēdes netiks pārsūtīta uz sekundāro.

Kā tiek atrisināta sprieguma maiņas problēma, piemēram, tā palielināšana transformatora sekundārajā tinumā?

Sprieguma palielināšanas problēma tiek atrisināta šādi. Jebkuram transformatora tinuma pagriezienam ir vienāds spriegums, ja sekundārā tinuma apgriezienu skaits ir palielināts salīdzinājumā ar primāro tinumu, tad pagriezieni ir savienoti virknē, tiks summēts katrā no pagriezieniem saņemtais spriegums. Tāpēc, palielinot vai samazinot apgriezienu skaitu, ir iespējams palielināt vai samazināt spriegumu transformatora izejā.

Tā kā transformatora primāro un sekundāro tinumu caurdur viena un tā pati magnētiskā plūsma F , izteicieni efektīvās vērtības EMF var rakstīt kā

kur f - maiņstrāvas frekvence; w 1 un w 2 - primāro un sekundāro tinumu apgriezienu skaits.

Sadalot vienu vienādību ar otru, mēs iegūstam svarīgu transformatora parametru - transformācijas koeficientu:

kur k - transformācijas koeficients.

Ja transformatora sekundārā tinuma ķēde ir atvērta (dīkstāvē), tad spriegums tinuma spailēs ir vienāds ar tā EMF: U 2 = E 2 , un barošanas avota spriegumu gandrīz pilnībā līdzsvaro primārā tinuma EMF U 1 ≈ E 1 . Tāpēc tā var rakstīt

Ņemot vērā transformatora augsto efektivitāti, var pieņemt, ka S 1 ≈ S 2 , kur S 1 = U 1 es 1 - no tīkla patērētā jauda; S 2 = U 2 es 2 - kravai piegādātā jauda.

Pa šo ceļu, U 1 es 1 ≈ U 2 es 2 , kur

Sekundāro un primāro tinumu strāvu attiecība ir aptuveni vienāda ar transformācijas koeficientu, tāpēc strāva es 2 cik reizes palielinās (samazinās), cik reizes samazinās (palielinās) U 2 .

pakāpju transformatoros U 2 > U 1 , samazinās U 2 < U 1 . Transformatoriem ir atgriezeniskuma īpašība, vienu un to pašu transformatoru var izmantot kā pastiprinošu un pazeminātu. Bet parasti transformatoram ir noteikts mērķis: vai nu tas ir paaugstināts vai pazemināts. Tīklam ar augstāku spriegumu pieslēgtā transformatora tinumu sauc par augstsprieguma tinumu (HV); tinums, kas savienots ar zemāka sprieguma tīklu - zemsprieguma tinums (LV).

Kāpēc elektroenerģijas pārvadē tiek izmantots augsts spriegums?

Atbilde ir vienkārša - samazināt vadu siltuma zudumus pārraides laikā lielos attālumos. Zudumi ir atkarīgi no plūstošās strāvas daudzuma un vadītāja diametra, nevis no pielietotā sprieguma.

Pieņemsim, ka no elektrostacijas uz pilsētu, kas atrodas 100 km attālumā no tās, ir nepieciešams pārvadīt 30 MW elektroenerģiju pa vienu līniju. Sakarā ar to, ka līnijas vadiem ir elektriskā pretestība, strāva tos uzsilda. Šis siltums tiek izkliedēts un to nevar izmantot. Apkurei iztērētā enerģija ir zaudējumi.

Nav iespējams samazināt zaudējumus līdz nullei. Bet tie ir jāierobežo. Līdz ar to pieļaujamie zaudējumi tiek normalizēti, t.i. aprēķinot līnijas vadu šķērsgriezumus un izvēloties tā spriegumu, pieņem, ka zudumi nepārsniedz, piemēram, 10% no pa līniju pārraidītās lietderīgās jaudas.

Mūsu piemērā tas ir 0,1x30 MW = 3 MW.

Ja netiek pielietota transformācija, t.i., elektrība tiek pārraidīta ar 220 V spriegumu, tad, lai samazinātu zudumus līdz noteiktai vērtībai, vadu šķērsgriezums būtu jāpalielina līdz aptuveni 10 m 2. Šādas "stieples" diametrs pārsniedz 3 m, un masa laidumā ir simtiem tonnu.

Izmantojot transformāciju, tas ir, palielinot spriegumu līnijā un pēc tam samazinot to patērētāju atrašanās vietas tuvumā, viņi izmanto citu veidu, kā samazināt zaudējumus: tie samazina strāvu līnijā.

Kāda ir attiecības starp aktīvo jaudu un strāvu?

Zudumi elektroenerģijas pārvadē ir proporcionāli strāvas stipruma kvadrātam.

Patiešām, ja spriegums tiek dubultots, strāva tiek samazināta uz pusi, un zudumi tiek samazināti 4 reizes. Ja spriegumu palielina 100 reizes, tad zudumi samazināsies par 100 2, t.i., par 10 000 reižu.

Mēs ilustrējam šo izteiksmi ar šādu piemēru. Attēlā parādīta enerģijas pārneses diagramma (3. att.). Ģenerators ar spaiļu spriegumu 6,3 kV ir pievienots pakāpju transformatora primārajam tinumam. Spriegums sekundārā tinuma galos ir 110 kV.

Rīsi. 3. Jaudas pārvades shēma:

1 - ģenerators; 2 - pakāpju transformators; 3 - elektropārvades līnija;

4 - pazeminošs transformators; 5 - patērētājs

Pie šī sprieguma enerģija tiek pārnesta pa pārvades līniju. Lai pārraidītā jauda būtu 10 000 kW, starp strāvu un spriegumu nav fāzes nobīdes.

Tā kā jaudas abos tinumos ir vienādas, strāva primārajā tinumā ir vienāda ar I \u003d P / U \u003d 10000 / 6,3 \u003d 1590 A un sekundārajā tinumā 10000/110 \u003d 91 A. strāvai līnijas vados būs tāda pati pārraides vērtība.

Transformatora darbības principu var demonstrēt ar šādu mācību filmu: "Pazeminošā transformatora darbības princips", "Ūdens sildīšana, izmantojot transformatoru."

Apkoposim aplūkoto materiālu, atbildot uz šādiem jautājumiem.

Transformatora darbības princips ir balstīts uz ...

Ampēra likums

Oma likumi

Kirhofa likumi

elektromagnētiskās indukcijas likums

Ja transformatora primārā tinuma apgriezienu skaits ir w1=100, un sekundārā tinuma apgriezienu skaits ir w2=20, nosaka transformācijas koeficientu.

Nav pietiekami daudz datu, lai atbildētu.

Transformatora tinumos inducētā EML efektīvo vērtību nosaka pēc formulas

Secinājums par pirmo jautājumu: Transformatora darbības princips ir balstīts uz elektromagnētiskās indukcijas fenomenu, tāpēc transformators ir maiņstrāvas ierīce. Sprieguma pārveidošana transformatorā tiek veikta, mainot apgriezienu skaitu sekundārajā tinumā. Transformatora galvenais mērķis ir pārveidot viena sprieguma elektroenerģiju cita sprieguma elektroenerģijā, lai samazinātu kapitālieguldījumus elektrolīniju izbūvē un ekspluatācijā.