Дээр бууруулах ω 1>ω 2 ; U 1>U 2 ; руу>1 ;

Дээр шилжилтийн ω 1 =ω 2 ; U 1=U 2 ; K=1.

Трансформаторын үйл ажиллагааны шинжилгээ.

1. Сул зогсолтын горим

Энэ горимд хоёрдогч ороомог нээлттэй байна. Шилжүүлэгч орсон байна байрлал 1.Анхдагч хэлхээний зарцуулсан гүйдэл хамгийн бага бөгөөд ачаалалгүй гүйдэл гэнэ. Анхдагч ороомгийн эргэн тойрон дахь соронзон орон нь ачаалалгүй соронзон орон гэж нэрлэгддэг.Энэ горим нь трансформаторт хор хөнөөлгүй байдаг.

2. Ачааллын горимд трансформаторын ажиллагаа

Шилжүүлэгчийг асаана уу байрлал 2, сул зогсолтын горимоос трансформатор ачааллын горимд шилждэг. Хоёрдогч ороомогоор гүйдэл урсдаг би 2Лензийн хуулийн дагуу соронзон урсгал нь анхдагч ороомгийн соронзон орны эсрэг чиглэгддэг. Φ . Үүний үр дүнд соронзон урсгал Φ эхний мөчид буурдаг бөгөөд энэ нь e-ийн бууралтыг үүсгэдэг. d.s. өөрийгөө индукц E 1трансформаторын анхдагч ороомог дахь . Хэрэглэсэн хүчдэл U 1 (сүлжээ, генератор) өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгаа тул хүчдэл ба e хоорондын цахилгаан тэнцвэр. d.s. өөрөө индукц эвдэрч, анхдагч ороомгийн гүйдэл нэмэгдэж байна. Гүйдлийн өсөлт нь соронзон урсгалыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь эргээд e-ийн өсөлтийг үүсгэдэг. d.s. өөрийгөө индукц. Энэ процесс нь хэрэглэсэн хүчдэл ба e хоёрын хоорондох цахилгаан тэнцвэр сэргээгдэх хүртэл үргэлжилнэ. d.s. өөрийгөө индукц. Гэхдээ энэ тохиолдолд анхдагч ороомгийн гүйдэл нь сул зогсолтоос их байх болно, өөрөөр хэлбэл ачааллын горимд трансформаторын анхдагч ба хоёрдогч ороомгийн нийт соронзон урсгал нь сул зогсолт дахь анхдагч ороомгийн соронзон урсгалтай тэнцүү байна.

Тиймээс, ачааллын горимд, өөрөөр хэлбэл хоёрдогч гүйдэл гарч ирэхэд анхдагч гүйдэл нэмэгдэж, хоёрдогч ороомогт хүчдэлийн уналт үүсч, хоёрдогч хүчдэл буурдаг. Ачаалал буурах тусам, өөрөөр хэлбэл, хоёрдогч гүйдэл буурах үед хоёрдогч ороомгийн соронзгүйжүүлэх нөлөө буурч, эхний мөчид цөм дэх соронзон урсгал нэмэгдэж, e нь зохих хэмжээгээр нэмэгддэг. d.s. өөрөө индукц E 1 . U 1 ба E 1-ийн хоорондох цахилгаан тэнцвэр алдагдаж, анхдагч ороомгийн гүйдэл буурч, соронзон урсгалын бууралт ба e. d.s. өөрийгөө индукц. Энэ үйл явц нь U 1 ба E 1 хоорондын түр зуур эвдэрсэн цахилгаан тэнцвэрийг сэргээх хүртэл үргэлжилнэ, гэхдээ I 1 бага гүйдэлтэй үед.

Тиймээс I 2 гүйдлийн бууралт нь I 1 гүйдэл буурч, трансформаторын хоёрдогч ороомгийн хүчдэлийн уналт буурч, хоёрдогч хүчдэл нэмэгддэг.

Хоёрдогч гүйдлийн аливаа өөрчлөлт нь трансформаторын цөмд тогтмол соронзон урсгалыг хадгалахад чиглэсэн анхдагч гүйдлийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг.

Одоо унтраалгыг асаана уу байрлал 4.

Хоёрдогч хэлхээний эсэргүүцэл бараг тэгтэй тэнцүү байх болно. Хоёрдогч хэлхээний гүйдэл хамгийн их байх болно, хоёрдогч ороомгийн соронзон орон хамгийн их байх болно. Анхдагч ороомгийн соронзон орон багасч хамгийн бага байх тул анхдагч ороомгийн индуктив эсэргүүцэл мөн хамгийн бага байх болно.Анхан шатны хэлхээний зарцуулсан гүйдэл хамгийн их хэмжээгээр нэмэгдэнэ. Энэ горимыг богино залгааны горим гэж нэрлэдэг. Энэ горим нь трансформатор болон бүхэл бүтэн хэлхээнд аюултай. Богино холболтоос хамгаалахын тулд гал хамгаалагчийг анхдагч эсвэл хоёрдогч хэлхээнд суурилуулсан.

Трансформатор хүч авах боломжтой юу?

Анхдагч хэлхээнд үүссэн хүч нь хоёрдогч хэлхээний U 1 * I 1-ийн үржвэртэй тэнцүү байна U 2 * I 2. Трансформаторын тусламжтайгаар хүчдэлийн аливаа өсөлт нь трансформаторын хүч чадлын өсөлтийг өгдөггүй. гүйдлийн харгалзах бууралт дагалддаг, өөрөөр хэлбэл трансформатор нь хүчдэлийг хэд дахин ихэсгэх нь хоёрдогч хэлхээний гүйдлийн хэмжээг багасгах болно. Бууруулах трансформаторт трансформатор нь хүчдэлийг хэдэн удаа бууруулж, хоёрдогч хэлхээний гүйдлийн хэмжээг хэдэн удаа нэмэгдүүлэх вэ.

Трансформаторын үр ашиг

Үр ашиг гэдэг нь P 2-ийн хоёрдогч хүчийг анхдагч P 1 (ашигтай хүч ба хэрэглээний) харьцаагаар илэрхийлнэ.

Жишээлбэл, трансформаторын үр ашиг нь 90% байдаг бөгөөд энэ нь гүйдлийн эх үүсвэрээс анхдагч ороомгийн хүлээн авсан энергийн 90% нь хоёрдогч ороомог руу орж, трансформаторын идэвхтэй эсэргүүцлийн үед 10% нь трансформаторт алдагддаг гэсэн үг юм. Алдагдал байгаа нь трансформаторын хоёрдогч ороомгийн ачаалалд ялгарах хүч нь анхдагч ороомгийн зарцуулсан хүчнээс үргэлж бага байхад хүргэдэг.

Трансформатор дахь эрчим хүчний алдагдал нь үндсэн алдагдал ба ороомгийн алдагдлаас бүрдэнэ. Үндсэн алдагдалд соронзон гистерезисийн алдагдал, эргэлтийн гүйдлийн алдагдал орно. Ороомог дахь алдагдал нь ороомгийн ердийн халаалттай холбоотой байдаг.

Хүчтэй суурин трансформаторын үр ашиг нь 99% хүртэл байдаг. Холбооны төхөөрөмжид ашигладаг бага чадлын трансформаторын үр ашгийг 80% гэж үздэг.

1. Ороомог

Трансформаторын ороомог үйлдвэрлэхэд ороомгийн утас ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь зэс, тусгаарлагчтай байдаг.

Пааландсан PE утас

PEL утас пааландсан лак тэсвэртэй

Пааландсан өндөр бат бэх PEV-утас

PEL нь 90 0, товчхондоо 105 0 хүртэлх температурт зориулагдсан; PEV 105 0 хүртэл, богино хугацааны 125 0 хүртэл

Ороомог нь хүрээ (хуванцар, текстолит, гетинакс, картон) дээр ороосон, мөн хүрээгүй ороомог байдаг. Ороомгийн утасны төгсгөлийг засах шаардлагатай. Ороомог нь эргүүлэхийн тулд эгнээнд ороосон байна. Мөр бүрийн дараа тусгаарлагчийг (конденсатор эсвэл кабелийн цаасны тууз) тавьдаг бөгөөд ингэснээр эвдрэл гарахгүй. Ороомгийн нөгөө үзүүрийг мөн засах ёстой. Эхний ороомгийг ороосоны дараа илүү сайн дулаалгыг тавьдаг, жишээлбэл, лакаар бүрсэн даавуугаар хийсэн тууз, дараа нь дараагийн ороомог нь шархаддаг. Ороомог нэг нэгээр нь орооно.Ихэвчлэн трансформаторыг үйлдвэрлэхэд анхдагч болон хоёрдогч ороомог хэсэг болгон хуваадаг.Энэ тохиолдолд анхдагч ороомгийн соронзон орон нь хоёрдогч ороомгийг илүү сайн бүрхдэг.

2. Цөм

Цөм нь: саваа, хуяг, торойд.

Цөм үйлдвэрлэхэд янз бүрийн зэрэглэлийн трансформаторын ганыг ихэвчлэн ашигладаг. Гол нь бие биенээсээ тусгаарлагдсан нимгэн ган хавтангаар хийгдсэн. Тусгаарлагчийн хувьд ихэвчлэн халах үед хавтангийн гадаргуу дээр үүсдэг исэл (масштаб) ашигладаг. өндөр температур. Хэрэв цөм нь бие биенээсээ тусгаарлагдсан тусдаа ялтсуудаас биш, харин хоёр нугалсан хэсгээс хийгдсэн бол цөм нь эргүүлэг гүйдлээр халах болно. Тусдаа ялтсуудын эргэлтийн урсгал нь жижиг бөгөөд ерөнхийдөө цөм нь бага зэрэг халдаг. Трансформаторын цөм нь дуугарахгүйн тулд сайтар шахагдсан байх ёстой. Шахах хамгийн сайн арга бол самартай хадаасаар шахах явдал юм. Ихэнхдээ шахалтыг гол хэсгийг хүрээлсэн үдээсээр хийдэг.

Трансформаторын ган судал нь сул соронзон оронд муу соронзлогддог. Тиймээс, доод түвшинд аудио давтамжууд Permalloy цөмийг ашигладаг. Пермаллой бол никель, молибден, хром, манган, зэс, цахиур, төмрийн хайлш юм.

Феррит цөмийг өндөр давтамжийн гүйдлийн хэлхээнд ашигладаг. Феррит бол соронзон диэлектрик, өөрөөр хэлбэл соронзон шинж чанартай диэлектрик юм. Энэ нь давирхай эсвэл полистирол холилдсон нунтаг хэлбэрээр металлын оксидоор хийгдсэн.

Анхдагч ба хоёрдогч ороомог гэж нэрлэгддэг хоёр тусдаа ороомогоос бүрдэнэ. Хувьсах гүйдлийн оролтын хүчдэлийг анхдагч ороомогт хэрэглэж, өөрчлөгдөх соронзон орон үүсгэдэг. Энэхүү соронзон орон нь хоёрдогч ороомогтой харилцан үйлчилж, түүний доторх ээлжит гүйдлийн хүчдэлийг (илүү нарийвчлалтай, EMF) өдөөдөг. Хоёрдогч ороомогт өдөөгдсөн хүчдэл нь оролтын хүчдэлтэй ижил давтамжтай байдаг боловч түүний далайц нь хоёрдогч болон анхдагч ороомгийн эргэлтийн тооны харьцаагаар тодорхойлогддог.

Хэрэв анхдагч ороомгийн терминалууд дахь оролтын хүчдэл = V1
Хоёрдогч терминал дээрх гаралтын хүчдэл = V2
анхдагч эргэлтийн тоо = T1
хоёрдогч эргэлтийн тоо = T2

тэгээд

Үүнээс гадна I1/ I2 = T1/ T2, I1 ба I2 нь анхдагч ба хоёрдогч гүйдэл юм.

Трансформаторын гүйцэтгэлийн коэффициент (COP).

Дээрх харьцаанууд нь трансформаторыг 100% үр ашигтай, өөрөөр хэлбэл эрчим хүчний алдагдал огт байхгүй гэж үздэг. Үүний үр дүнд,
Оролтын чадал I1 V1 = Гаралтын чадал I2 V2.
Практикт трансформаторын үр ашиг нь ойролцоогоор 96-99% байдаг. Трансформаторын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд түүний анхдагч болон хоёрдогч ороомог нь ижил соронзон цөмд ороогдсон байна (Зураг 7.10).

шатлах ба бууруулагч трансформаторууд

Өсгөх трансформатор нь гаралтын үед (хоёрдогч ороомогт) илүү ихийг үйлдвэрлэдэг өндөр хүчдэлийноролтод хэрэглэхээс (анхдагч ороомог руу). Үүний тулд хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо нь анхдагч ороомгийн эргэлтийн тооноос их байна.
Хоёрдогч ороомог нь анхдагч ороомогоос цөөн эргэлттэй байдаг тул бууруулагч трансформатор нь гаралтын үед оролтоос бага хүчдэл үүсгэдэг.

Трансформаторыг зурагт үзүүлэв. 7.11, хоёрдогч ороомгийн хэлхээнд ачааллын эсэргүүцэл r2 байна. R2 эсэргүүцлийг дахин тооцоолох эсвэл тэдний хэлснээр анхдагч ороомог руу, өөрөөр хэлбэл трансформаторын r1-ийн эсэргүүцэл рүү анхдагч ороомгийн талаас хүргэж болно. r1/r2 харьцааг татах коэффициент гэж нэрлэдэг. Энэ харьцааг дараах байдлаар тооцоолж болно. r1 = V1 / I1 ба r2 = V2 / I2 тул

Цагаан будаа. 7.10. Трансформатор.

Цагаан будаа. 7.11. Бууруулах хүчин зүйл
эсэргүүцэл

r1/ r2 = T12/ T22 = n2.

Цагаан будаа. 7.12. Автотрансформатор.

Цагаан будаа. 7.13. Олон товшилт бүхий автотрансформатор.

Харин V1 / V2 = T1 / T2 = n ба I2 / I1 = T1 / T2 = n, тэгэхээр

r1 / r2 = n2

Жишээлбэл, ачааллын эсэргүүцэл r2 \u003d 100 Ом ба ороомгийн эргэлтийн тооны харьцаа (хувиргах харьцаа) T1 / T2 \u003d n \u003d 2: 1 байвал трансформатор нь анхдагч ороомгийн хажуу талаас. r1 \u003d 100 Ом 22 \u003d 100 4 \u003d 400 Ом эсэргүүцэлтэй резистор гэж үзнэ.

Трансформатор нь 1-р зурагт үзүүлсэн шиг энэ ороомгийн эргэлтийн хэсгээс нэг товшилтоор нэг ороомогтой байж болно. 7.12. Энд T1 нь анхдагч ороомгийн эргэлтүүдийн тоо, T2 нь хоёрдогч ороомгийн эргэлтүүдийн тоо юм. Хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцэл, хувиргах харьцаа нь ердийн трансформаторт хамаарах ижил томъёогоор тодорхойлогддог.
Зураг дээр. 7.13-т нэг ороомогтой өөр трансформаторыг харуулсан бөгөөд энэ ороомогоос хэд хэдэн цорго хийдэг. Хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцлийн бүх харьцаа нь хувиргах харьцаагаар тодорхойлогддог (V1/Va = T1/Ta, V1/Vb = T1/Tb гэх мэт).

Зураг дээр. 7.14-т хоёрдогч ороомгийн дундаас цорго бүхий трансформаторыг үзүүлэв. Va ба Vb гаралтын хүчдэлийг хоёрдогч ороомгийн дээд ба доод хагасаас авна.Эдгээр гаралтын хүчдэл тус бүрийн оролтын хүчдэлийн харьцаа (анхдагч ороомог дээр) нь эргэлтийн тооны харьцаагаар тодорхойлогддог ба .

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

Энд T1, Ta ба Tb нь анхдагч, хоёрдогч a ба хоёрдогч b ороомгийн эргэлтүүдийн тоо юм. Цорго нь хоёрдогч ороомгийн дундаас хийгдсэн тул Va ба Vb хүчдэл нь далайцын хувьд тэнцүү байна. Хэрэв дунд цэг нь газардуулгатай бол зураг дээрх хэлхээний адил. 7.14, дараа нь хоёрдогч ороомгийн хоёр хагасаас авсан гаралтын хүчдэл нь фазын эсрэг байна.

Жишээ

Зураг руу эргэж орцгооё. 7.15. (a) Трансформаторын B ба C терминалуудын хоорондох хүчдэлийг тооцоолох, (б) А ба В терминалуудын хооронд 30 эргэлт байвал трансформаторын хоёрдогч ороомог хэдэн эргэлттэй байх вэ?
Шийдэл
a) VBC = VAD - VAB - VCD = 36V - 6V - 12V = 18V.
А ба В хоорондох эргэлтийн тоо
б) VAB / VAD == ---------------
A ба D хоорондох эргэлтийн тоо

Тиймээс 6V/36V = 30/TAD, иймээс TAD = 30 36/6 = 180 эргэлт.

Цагаан будаа. 7.14. Хоёрдогч ороомгийн дунд цэгээс цорго бүхий трансформатор.

Цагаан будаа. 7.15. VAD = 36V, VAB = bV,
VCD=12V.

Соронзон хэлхээ

Соронзон хэлхээнд Теслагаар хэмжигдэх соронзон урсгал (эсвэл соронзон орон) нь соронзон хөдөлгөгч хүч (MMF) гэж нэрлэгддэг хүчээр үүсдэг гэж хэлэх нь заншилтай байдаг. Соронзон хэлхээг ихэвчлэн цахилгаан хэлхээтэй, соронзон урсгалыг гүйдэл, соронзон хөдөлгөгч хүчийг цахилгаан хөдөлгөгч хүчтэй харьцуулдаг. Яг л тэдний эсэргүүцлийн тухай Р цахилгаан хэлхээ, бид соронзон утгын соронзон эсэргүүцлийн S-ийн тухай ярьж болно; эдгээр нэр томъёо нь ижил утгатай. Жишээлбэл, уян хатан төмөр гэх мэт зөөлөн соронзон материал нь соронзон эсэргүүцэл багатай, өөрөөр хэлбэл соронзон урсгалд бага эсэргүүцэлтэй байдаг.

Соронзон нэвчилт

Материалын соронзон нэвчилт нь түүнийг хэр амархан соронзуулж болохыг харуулдаг хэмжүүр юм. Жишээлбэл, уян хатан төмөр болон бусад цахилгаан соронзон материалууд, тухайлбал феррит нь өндөр соронзон нэвчилттэй байдаг. Эдгээр материалыг трансформатор, индуктор, реле, феррит антеннуудад ашигладаг. Үүний эсрэгээр, соронзон бус материал нь маш бага соронзон нэвчилттэй байдаг. Цахиур ган зэрэг соронзон хайлш нь соронзон орон байхгүй үед соронзон хэвээр байх чадвартай тул чанга яригч (динамик толгой), хөдөлгөөнт ороомог соронзон цахилгаан тоолуур гэх мэт байнгын соронз болгон ашигладаг.

Хамгаалах

Соронзон талбарт байрлуулсан хөндий цилиндрийг авч үзье (Зураг 7.16). Хэрэв энэ цилиндр нь соронзон эсэргүүцэл багатай (зөөлөн соронзон материал) материалаар хийгдсэн бол соронзон орон нь зурагт үзүүлсэн шиг цилиндрийн хананд төвлөрч, түүний дотоод бүсэд унах болно.

Цагаан будаа. 7.16. Соронзон хамгаалалт.

Цагаан будаа. 7.17. Трансформатор дахь электростатик хамгаалалт.

Тиймээс хэрэв энэ хэсэгт ямар нэгэн объект байрлуулсан бол түүнийг хүрээлэн буй орон зай дахь соронзон орны нөлөөллөөс хамгаалах (хамгаалах) болно. Соронзон хамгаалалт гэж нэрлэгддэг энэхүү хамгаалалт нь катодын цацрагийн хоолой, хөдөлгөөнт ороомог соронзон цахилгаан тоолуур, динамик чанга яригч гэх мэтийг гадны соронзон орны нөлөөллөөс хамгаалахад ашиглагддаг.
Трансформаторууд заримдаа цахилгаан эсвэл цахилгаан хамгаалалт гэж нэрлэгддэг өөр төрлийн хамгаалалтыг ашигладаг. Трансформаторын анхдагч ба хоёрдогч ороомгийн хооронд нимгэн зэс тугалган цаасны бамбайг Зураг дээр үзүүлсэн шиг байрлуулна. 7.17. Ийм дэлгэцийг газардуулах үед эдгээр ороомгийн хоорондох боломжит зөрүүгээс үүсэх ороомгийн хоорондох багтаамжийн нөлөө ихээхэн буурдаг. Цахилгаан статик хамгаалалтыг коаксиаль кабельд ашигладаг бөгөөд дамжуулагч нь өөр өөр потенциалтай, бие биентэйгээ ойрхон байдаг.

Энэ видео нь трансформатор гэж юу болох талаар өгүүлдэг.

трансформатор хоёр (эсвэл түүнээс дээш) индуктив ороомогтой, цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлээр нэг (анхдагч) хувьсах гүйдлийн системийг өөр (хоёрдогч) хувьсах гүйдлийн систем болгон хувиргах зориулалттай статик цахилгаан соронзон төхөөрөмж гэж нэрлэдэг.

Ерөнхий тохиолдолд хоёрдогч хувьсах гүйдлийн систем нь ямар ч параметрээр анхдагчаас ялгаатай байж болно: хүчдэл ба гүйдлийн утга, фазын тоо, хүчдэл (одоогийн) долгионы хэлбэр, давтамж. Цахилгаан суурилуулалт, түүнчлэн цахилгаан эрчим хүч дамжуулах, түгээх системд хамгийн их хэрэглээ нь хувьсах хүчдэл ба гүйдлийн утгыг өөрчилдөг нийтлэг хэрэглээний цахилгаан трансформаторууд юм. Энэ тохиолдолд фазын тоо, хүчдэлийн (гүйдлийн) муруйн хэлбэр, давтамж өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.

Энэ лекцийн асуудлыг авч үзэхдээ бид ерөнхий хэрэглээний цахилгаан трансформаторыг анхаарч үзэх болно.

Хамгийн энгийн нэг фазын трансформаторын ажиллах зарчмыг авч үзье. Хамгийн энгийн нэг фазын цахилгаан трансформатор нь ферросоронзон материалаар хийгдсэн соронзон хэлхээ (гол) (ихэвчлэн хуудас цахилгаан ган) ба соронзон хэлхээний гол дээр байрлах хоёр ороомогоос бүрдэнэ.

Трансформаторын соронзон цөм яагаад ферросоронзон материалаар хийгдсэн байдаг вэ?

гэж нэрлэдэг ороомгийн нэг нь анхан шатны, U 1 хүчдэлийн хувьсах гүйдлийн эх үүсвэрт холбогдсон. Өөр ороомог руу залгана хоёрдогчхолбогдсон хэрэглэгч Zн. Трансформаторын анхдагч ба хоёрдогч ороомог нь хоорондоо цахилгааны холболтгүй бөгөөд нэг ороомгийн хүчийг нөгөө ороомогт цахилгаан соронзонгоор дамжуулдаг.

Трансформаторын гол зорилго нь юу вэ?

Эдгээр ороомог байрладаг соронзон хэлхээ нь ороомгийн хоорондох индуктив холболтыг сайжруулахад үйлчилдэг.

Трансформаторын үйлдэл нь цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл дээр суурилдаг (Зураг 2).

Цагаан будаа. 2. Трансформаторын цахилгаан соронзон хэлхээ

Трансформаторын анхдагч ороомгийг хүчдэлтэй хувьсах гүйдлийн сүлжээнд холбох үед У 1 хувьсах гүйдэл нь ороомгийн дундуур урсах болно би 1 , энэ нь соронзон хэлхээнд хувьсах соронзон урсгалыг бий болгоно Ф . Хоёрдогч ороомгийн эргэлтэнд нэвтэрч буй соронзон урсгал нь түүнийг өдөөдөг д 2 , ачааллыг тэжээхэд ашиглаж болно. Соронзон хэлхээг хааснаар энэ урсгал нь ороомогтой (анхдагч ба хоёрдогч) хосолсон бөгөөд тэдгээрт EMF-ийг өдөөдөг.

Өөрийгөө индукцийн анхдагч EMF-д:

Харилцан индукцийн хоёрдогч EMF-д:

EMF-ийн нөлөөн дор Zn ачааллыг трансформаторын хоёрдогч ороомгийн терминалуудад холбохдоо. д 2 энэ ороомгийн хэлхээнд гүйдэл үүсдэг би 2 , ба U 2 хүчдэлийг хоёрдогч ороомгийн терминал дээр тогтооно.

Трансформатор тогтмол гүйдлээр ажиллаж чадах уу?

Трансформатор нь хувьсах гүйдлийн төхөөрөмж юм. Хэрэв түүний анхдагч ороомог нь шууд гүйдлийн эх үүсвэрт холбогдсон бол трансформаторын соронзон хэлхээний соронзон урсгал нь хэмжээ болон чиглэлд (dФ / dt \u003d 0) тогтмол байх тул цахилгаан соронзон индукцийн EMF байхгүй болно. трансформаторын ороомогт өдөөгддөг тул анхдагч хэлхээний цахилгаан хоёрдогч руу шилжихгүй.

Трансформаторын хоёрдогч ороомог дээрх хүчдэлийг өөрчлөх, жишээлбэл, нэмэгдүүлэх асуудлыг хэрхэн шийдэж байна вэ?

Хүчдэлийг нэмэгдүүлэх асуудлыг дараах байдлаар шийднэ. Трансформаторын ороомгийн аль ч эргэлт нь ижил хүчдэлтэй байдаг, хэрэв хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо анхдагч ороомогтой харьцуулахад нэмэгдсэн бол эргэлтүүд цуваа холбогдсон бол эргэлт тус бүр дээр хүлээн авсан хүчдэлийг нэгтгэн гаргана. Тиймээс эргэлтийн тоог нэмэгдүүлэх, багасгах замаар трансформаторын гаралтын хүчдэлийг нэмэгдүүлэх эсвэл багасгах боломжтой.

Трансформаторын анхдагч ба хоёрдогч ороомог ижил соронзон урсгалаар цоолдог тул Ф , илэрхийлэл үр дүнтэй үнэт зүйлс EMF гэж бичиж болно

хаана е - хувьсах гүйдлийн давтамж; w 1 болон w 2 - анхдагч ба хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо.

Нэг тэгш байдлыг нөгөөд хувааснаар бид трансформаторын чухал параметрийг олж авдаг - хувиргах харьцаа:

хаана к - хувиргах коэффициент.

Хэрэв трансформаторын хоёрдогч ороомгийн хэлхээ нээлттэй (сул зогсолт) байвал ороомгийн терминал дээрх хүчдэл нь түүний EMF-тэй тэнцүү байна. У 2 = Э 2 , ба цахилгаан тэжээлийн хүчдэл нь анхдагч ороомгийн EMF-ээр бараг бүрэн тэнцвэрждэг У 1 ≈ Э 1 . Тиймээс хүн үүнийг бичиж болно

Трансформаторын өндөр үр ашигтай байдлыг харгалзан үзэхэд үүнийг таамаглаж болно С 1 ≈ С 2 , хаана С 1 = У 1 I 1 - сүлжээнээс зарцуулсан эрчим хүч; С 2 = У 2 I 2 - ачаалалд хүргэх эрчим хүч.

Энэ замаар, У 1 I 1 ≈ У 2 I 2 , хаана

Хоёрдогч ба анхдагч ороомгийн гүйдлийн харьцаа нь хувиргах харьцаатай ойролцоогоор тэнцүү байдаг тул гүйдэл I 2 хэд дахин нэмэгдэх (багарах), хэд дахин буурах (өсөх) У 2 .

өсгөх трансформаторуудад У 2 > У 1 , буурч байна У 2 < У 1 . Трансформаторууд нь урвуу шинж чанартай байдаг бөгөөд ижил трансформаторыг шатлах, доошлуулах байдлаар ашиглаж болно. Гэхдээ ихэвчлэн трансформатор нь тодорхой зорилготой байдаг: энэ нь шат дамждаг эсвэл доошоо ордог. Илүү өндөр хүчдэлтэй сүлжээнд холбогдсон трансформаторын ороомогыг өндөр хүчдэлийн ороомог (HV) гэж нэрлэдэг; бага хүчдэлийн сүлжээнд холбогдсон ороомог - бага хүчдэлийн ороомог (LV).

Яагаад өндөр хүчдэлийг цахилгаан дамжуулахад ашигладаг вэ?

Хариулт нь энгийн - хол зайд дамжуулах үед утаснуудын халаалтын алдагдлыг багасгах. Алдагдал нь гүйдлийн хэмжээ болон дамжуулагчийн диаметрээс хамаардаг ба хүчдэлийн хүчдэлээс хамаардаггүй.

Цахилгаан станцаас 100 км-ийн зайд байрлах хот руу нэг шугамаар 30 МВт-ын цахилгаан дамжуулах шаардлагатай гэж бодъё. Шугамын утаснууд нь цахилгаан эсэргүүцэлтэй байдаг тул гүйдэл нь тэдгээрийг халаана. Энэ дулааныг гадагшлуулж, ашиглах боломжгүй. Халаахад зарцуулсан эрчим хүч нь алдагдал юм.

Алдагдлыг тэглэх боломжгүй. Гэхдээ тэдгээрийг хязгаарлах хэрэгтэй. Тиймээс зөвшөөрөгдөх алдагдлыг хэвийн болгосон, i.e. шугамын утаснуудын хөндлөн огтлолыг тооцоолох, түүний хүчдэлийг сонгохдоо алдагдлыг жишээлбэл, шугамаар дамжуулсан ашигтай чадлын 10% -иас хэтрэхгүй гэж үздэг.

Бидний жишээнд энэ нь 0.1х30 МВт = 3 МВт байна.

Хэрэв хувиргалт хийгдээгүй бол өөрөөр хэлбэл цахилгааныг 220 В хүчдэлээр дамжуулдаг бол алдагдлыг өгөгдсөн утга хүртэл бууруулахын тулд утаснуудын хөндлөн огтлолыг ойролцоогоор 10 м 2 хүртэл нэмэгдүүлэх шаардлагатай болно. Ийм "утас" -ын диаметр нь 3 м-ээс давж, зай дахь масс нь хэдэн зуун тонн юм.

Трансформац хийх, өөрөөр хэлбэл шугам дахь хүчдэлийг нэмэгдүүлж, дараа нь хэрэглэгчдийн байршлын ойролцоо багасгах замаар алдагдлыг бууруулах өөр аргыг ашигладаг: шугам дахь гүйдлийг бууруулдаг.

Идэвхтэй хүч ба гүйдлийн хооронд ямар хамааралтай вэ?

Цахилгаан дамжуулах үеийн алдагдал нь одоогийн хүч чадлын квадраттай пропорциональ байна.

Үнэн хэрэгтээ хүчдэл хоёр дахин нэмэгдэхэд гүйдэл хоёр дахин буурч, алдагдал 4 дахин буурдаг. Хэрэв хүчдэл 100 дахин нэмэгдвэл алдагдал 100 2, өөрөөр хэлбэл 10,000 дахин буурна.

Бид энэ илэрхийллийг дараах жишээгээр тайлбарлав. Зураг дээр эрчим хүчний дамжуулалтын диаграммыг үзүүлэв (Зураг 3). 6.3 кВ-ын терминалын хүчдэл бүхий генератор нь өсгөгч трансформаторын анхдагч ороомогтой холбогдсон. Хоёрдогч ороомгийн төгсгөлд хүчдэл нь 110 кВ байна.

Цагаан будаа. 3. Цахилгаан дамжуулах схем:

1 - генератор; 2 - шаталсан трансформатор; 3 - цахилгаан дамжуулах шугам;

4 - бууруулагч трансформатор; 5 - хэрэглэгч

Энэ хүчдэлийн үед эрчим хүч дамжуулах шугамын дагуу дамждаг. Дамжуулсан хүчийг 10,000 кВт байг, гүйдэл ба хүчдэлийн хооронд фазын шилжилт байхгүй.

Хоёр ороомгийн хүч ижил тул анхдагч ороомгийн гүйдэл нь I \u003d P / U \u003d 10000 / 6.3 \u003d 1590 А, хоёрдогч ороомог дахь 10000/110 \u003d 91 А-тай тэнцүү байна. шугамын утаснуудын гүйдэл нь ижил утгын дамжуулалттай байна.

Трансформаторын үйл ажиллагааны зарчмыг дараахь боловсролын киногоор харуулж болно: "Углуулах трансформаторын ажиллах зарчим", "Трансформатор ашиглан ус халаах".

Дараах асуултад хариулж үзсэн материалаа нэгтгэе.

Трансформаторын ажиллах зарчим нь ...

Амперын хууль

Ом хуулиуд

Кирхгофын хуулиуд

цахилгаан соронзон индукцийн хууль

Трансформаторын анхдагч ороомгийн эргэлтийн тоо w1=100, хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо w2=20 бол хувиргах харьцааг тодорхойлно.

Хариулахад хангалттай мэдээлэл алга.

Трансформаторын ороомогт өдөөгдсөн EMF-ийн үр дүнтэй утгыг томъёогоор тодорхойлно

Эхний асуултын талаархи дүгнэлт:Трансформаторын ажиллах зарчим нь цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл дээр суурилдаг тул трансформатор нь хувьсах гүйдлийн төхөөрөмж юм. Трансформатор дахь хүчдэлийн хувиргалтыг хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоог өөрчлөх замаар гүйцэтгэдэг. Трансформаторын гол зорилго нь цахилгаан дамжуулах шугам барих, ашиглалтад оруулах хөрөнгийн хөрөнгө оруулалтыг багасгахын тулд нэг хүчдэлийн цахилгааныг нөгөө хүчдэлийн цахилгаан болгон хувиргах явдал юм.