A transzformátor működési elve összefügg az elektromágneses indukció elvével. A primer tekercsbe táplált áram mágneses fluxust hoz létre a mágneses áramkörben.
A transzformátor működése az elektromágneses indukció jelenségén alapul. Az egyik tekercs, az úgynevezett primer tekercs, külső forrásból kap feszültséget. A primer tekercsen átfolyó váltakozó áram a mágneses áramkörben fáziseltolásos váltakozó mágneses fluxust hoz létre szinuszos árammal, a primer tekercsben lévő áramhoz képest 90°-kal. Az elektromágneses indukció eredményeként a mágneses körben a váltakozó mágneses fluxus minden tekercsben, beleértve a primert is, a mágneses fluxus első deriváltjával arányos indukciós EMF-et hoz létre, a mágneses áramhoz képest 90°-kal eltolt szinuszos árammal. fényáram. Ha a szekunder tekercsek nincsenek csatlakoztatva semmihez (terhelés nélküli üzemmód), az indukciós EMF a primer tekercsben szinte teljesen kompenzálja a tápfeszültséget, ezért a primer tekercsen átmenő áram kicsi, és főként az induktív ellenállása határozza meg. . A szekunder tekercsek indukciós feszültségét üresjáratban a megfelelő w2 tekercs fordulatszámának és a w1 primer tekercs menetszámának aránya határozza meg: U2 = U1w2 / w1.
Amikor a szekunder tekercset a terheléshez csatlakoztatják, áram kezd átfolyni rajta. Ez az áram szintén mágneses fluxust hoz létre a mágneses áramkörben, és az elsődleges tekercs által létrehozott mágneses fluxussal ellentétes irányban irányul. Ennek eredményeként az elsődleges tekercsben az indukció EMF-jének és az áramforrás EMF-jének kompenzálása megzavarodik, ami az áramerősség növekedéséhez vezet a primer tekercsben, amíg a mágneses fluxus el nem éri majdnem ugyanazt az értéket. Ebben az üzemmódban az elsődleges és a szekunder tekercs áramának aránya megegyezik a tekercsfordulatok számának fordított arányával (I1 = I2w2 / w1,), az első közelítésben a feszültségarány szintén változatlan marad.
Sematikusan a fentiek a következőképpen ábrázolhatók:
U1> I1> I1w1> Ф> ε2> I2.
A transzformátor mágneses magjában lévő mágneses fluxus a primer tekercsben lévő áramhoz képest 90 ° -kal fáziseltolódott. Az EMF a szekunder tekercsben arányos a mágneses fluxus első deriváltjával. Szinuszos jelek esetén a szinusz első deriváltja a koszinusz, a fáziseltolódás a szinusz és a koszinusz között 90 °. Ennek eredményeként a tekercsek csatlakoztatásakor a transzformátor körülbelül 180 ° -kal eltolja a fázist. Ha a tekercseket ellentétes módon csatlakoztatják, további 180 °-os fáziseltolódást adnak hozzá, és a transzformátor teljes fáziseltolása körülbelül 360 °.
Üresjárati tapasztalat
A transzformátor tesztelésére szakadási és rövidzárlati tesztet alkalmaznak.
Amikor a transzformátor üresjáratban van, a szekunder tekercs nyitva van, és nincs áram ebben a tekercsben (/ 2-0).
Ha a transzformátor primer tekercsét egy váltakozó áramú áramforrás hálózatába foglaljuk, akkor ebben a tekercsben I0 nyitott áramkör folyik, ami a transzformátor névleges áramához képest kicsi érték. A nagy teljesítményű transzformátorokban az üresjárati áram elérheti a névleges áram 5-10% -át. Kis teljesítményű transzformátorokban ez az áram eléri a névleges áram 25-30%-át. Az I0 üresjárati áram mágneses fluxust hoz létre a transzformátor mágneses áramkörében. A mágneses fluxus gerjesztéséhez a transzformátor meddő energiát fogyaszt a hálózatból. Ami a transzformátor által terhelés nélkül felvett aktív teljesítményt illeti, azt a hiszterézis és az örvényáramok által a mágneses körben fellépő teljesítményveszteségek fedezésére fordítják.
Mivel a transzformátor üresjárati meddőteljesítménye sokkal nagyobb, mint az aktív teljesítmény, a cos φ teljesítménytényezője nagyon kicsi, és általában 0,2-0,3.
Transzformátor, olyan eszköz, amely az áramkör egyik részéből a másikba elektromos energiát ad át mágneses indukción keresztül, és általában feszültségváltozással. A transzformátorok csak váltakozó árammal (AC) működnek.
A transzformátorok elengedhetetlenek az áramelosztásban. Magas értékekre emelik az erőművekben termelt feszültséget a hatékony villamosenergia-átvitel érdekében. Más transzformátorok csökkentik ezt a feszültséget a fogyasztás helyén.
Sok háztartási készüléket transzformátorral szereltek fel, hogy szükség szerint növeljék vagy csökkentsék a háztartási elektromos hálózatról táplált feszültséget. Például a TV-nek és az audioerősítőnek feszültségnövelésre van szüksége, az ajtócsengőnek vagy a termosztátnak pedig alacsony feszültségre van szüksége a működéshez.
Hogyan működik a transzformátor
Általában egy egyszerű transzformátor két tekercsből áll, amelyek szigetelt vezetékkel vannak feltekerve. A legtöbb transzformátorban a vezetékeket egy vasrúd köré tekerik, amelyet magnak neveznek.
Az egyik tekercs, amelyet primer tekercsnek is neveznek, váltakozó áramforráshoz csatlakozik, ami viszont tartósan váltakozó mágneses teret eredményez a tekercs körül. Ez a váltakozó mágneses tér pedig váltakozó áramot hoz létre a másik tekercsben (szekunder tekercsben).
Az érték, amelyet a primer tekercsben lévő fordulatok számának és a szekunder tekercsben lévő fordulatok számának arányaként határoznak meg, meghatározza a szekunder tekercsben lévő feszültség csökkenésének vagy növekedésének mértékét. Ezt az értéket transzformációs aránynak is nevezik.
Például, ha a transzformátornak 3 fordulata van az elsődleges tekercsben és 6 fordulat a szekunder tekercsben, akkor a szekunder tekercs feszültsége kétszerese lesz, mint a primer tekercsben. Az ilyen transzformátort emelő transzformátornak nevezik.
És éppen ellenkezőleg, ha 6 fordulat van az elsődleges tekercsben és 3 fordulat a szekunder tekercsben, akkor a szekunder tekercsből eltávolított feszültség kétszer alacsonyabb lesz, mint az elsődleges tekercsben. Az ilyen típusú transzformátorokat leléptető transzformátornak nevezik.
Azt is szem előtt kell tartani, hogy mindkét tekercs áramának aránya fordítottan arányos a feszültségük arányával. Így az elektromos teljesítmény (feszültség szor amper) mindkét tekercsben azonos.
A primer tekercs impedanciája (váltakozó árammal szembeni ellenállása) a szekunder impedanciától és az átalakítási aránytól függ. A transzformátor fordulatszámának megfelelő arányával mindkét áramkör közel azonos ellenállása érhető el.
A megfelelő impedanciák elengedhetetlenek a sztereó rendszerekben és más elektronikus rendszerekben, hogy lehetővé tegyék a maximális energiaátvitelt egyik áramköri blokkról a másikra.
Tartalom:A transzformátor a statikus elektromágneses eszközök kategóriájába tartozik, amelyek képesek egy feszültségértékű váltóáramot más feszültségű váltakozó árammá alakítani, miközben ugyanazt a frekvenciát tartják. Ezeket az eszközöket sikeresen használják az elektromos hálózatokban az energia átvitelére és elosztására, és számos elektromos berendezés szerves részét képezik. Ebben a tekintetben különösen fontos a transzformátor működésének kérdése, a tekercsek számától, a fázisoktól, a hűtési módszerektől és egyéb tervezési jellemzőktől függően, amelyektől ezeknek az eszközöknek a használata közvetlenül függ.
Leléptető transzformátor működése
Különféle lecsökkentő transzformátorok léteznek. Lehetnek egy-, két- vagy, ami lehetővé teszi a felhasználásukat különböző energiaterületeken. Ezeknek az eszközöknek a kialakítása két tekercset és egy laminált magot tartalmaz, amelyek gyártásához elektromos acélt használnak. A lecsökkentő transzformátor megkülönböztető jellemzője a primer és szekunder tekercsek eltérő fordulatszáma. Az eszköz helyes használatához jól ismernie kell a lecsökkentő transzformátor működését.
A transzformátor bemenetére alkalmazott feszültség elektromotoros erő megjelenését okozza a tekercsben, ami viszont mágneses mező megjelenéséhez vezet. A második tekercs meneteinek e mező általi metszéspontja következtében megjelenik benne a saját önindukciós elektromotoros ereje. Hatása alatt a második tekercsben olyan feszültség jelenik meg, amely a két tekercs menetszámának különbségével különbözik az elsődlegestől.
A pontos paraméterek meghatározásához el kell végezni a leléptető transzformátor számításait. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy az önindukciós elektromotoros erő megjelenése csak váltakozó feszültség hatására lehetséges. Ezért minden háztartási elektromos hálózat csak akkor működik.
A modern körülmények között egyre inkább szükséges a nagyfeszültséget kisfeszültséggé alakítani. Ez annak köszönhető, hogy az erőművek nagyfeszültségű áramot állítanak elő, amely megfelel a telephely igényeinek. Ezért minden ilyen szakaszon a kezdeti feszültséget olyan értékre alakítják át, amely elfogadható háztartási körülmények között. Ezenkívül a lecsökkentő transzformátorokat gyakran használják háztartási körülmények között az alacsony feszültségű eszközök 220 V-os hálózati áramhoz való igazítására. Különféle tápegységek, adapterek, stabilizátorok és más hasonló eszközök szerkezeti elemei.
Lecsökkentő transzformátor vásárlásakor ügyeljen az olyan paraméterekre, mint a teljesítmény és a fordulatok száma mindkét tekercsben. Figyelembe kell venni egy fontos mutatót - a feszültség transzformációs arányát. Ez a paraméter a transzformátor primer és szekunder tekercseinek fordulatszámának arányától függ. Így mindkét tekercs feszültségének aránya meghatározásra kerül.
Lecsökkentő transzformátorban a primer tekercsben a fordulatok száma meghaladja a szekunder tekercs menetszámát, ami alacsonyabb kimeneti feszültséget produkál. Egyes eszközök több érintkezővel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy egyszerre több csatlakozási csoport is létezik. A szükséges áramkör kialakítása bennük a bemeneti és kimeneti áram nagyságától függően történik. Az ilyen transzformátorok univerzálisak és többfunkciósak, amelyek nagyon népszerűek a fogyasztók körében.
A feszültségváltó működési elve
A feszültségtranszformátorok fő feladata a forrásból származó energia átalakítása a kívánt feszültségértékre. Ezek az eszközök csak állandó frekvenciájú váltakozó feszültséggel működhetnek.
Az átalakítási arány szerint háromféle feszültségváltó létezik:
- Lefelé. Ezekben az eszközökben a kimeneti feszültség kisebb, mint a bemeneti feszültség. Tápegységekben, stabilizátorokban stb.
- Fellendítés. Itt a kimeneti áram nagyobb, mint a bemeneti áram. Főleg erősítő eszközökben használják.
- Koordinátor. Ezeknek az eszközöknek a működése a feszültség paramétereinek megváltoztatása nélkül történik, minden műveletet csak a galvanikus leválasztás korlátoz. Hangerősítő áramkörökben használják.
Egy adott kialakítás helyes használatához pontosan tudnia kell, hogyan működik az áramváltó. Ismeretes, hogy ezen eszközök működésének alapja az. A transzformátorokban mágneses magokat használnak az átalakítás során fellépő veszteségek csökkentésére és az energiaátvitel maximalizálására. A kialakításban egy primer tekercs található, míg az egyes eszközök rendeltetésétől függően több másodlagos tekercs van.
A váltakozó áram megjelenése után a primer tekercsben mágneses fluxus jelenik meg a mágneses áramkörben, gerjesztve a feszültséget a szekunder tekercsben. A fő paraméter az átalakítási arány, amely megegyezik az elsődleges tekercsben lévő feszültség és a szekunder tekercs feszültségének arányával. Ugyanígy összefügg az első és második tekercsben elérhető fordulatok száma.
Ezt a tényezőt egy adott transzformátor paramétereinek kiszámításához használják. Például, ha a primer tekercsben 2000, a szekunder tekercsben 100 fordulat van, az átalakítási arány 20 lesz. Ezért 240 V bemeneti hálózati feszültség esetén a kimeneti feszültség 12 V. feszültség.
A gyakorlatban széles körben használt ilyen eszközök egyik típusa a feszültségmérő transzformátor. Nagy áramot és nagy üzemi feszültséget fogyasztó berendezésekben használják ellenőrző mérések végzésére. Ezen eszközök segítségével a mért értékek olyan szintre csökkennek, amely lehetővé teszi a szükséges mérések elvégzését.
Utasítás
A transzformátor az elektromágneses indukciónak nevezett jelenségen alapul. Amikor egy vezetőt változó mágneses térnek tesznek ki, ennek a vezetőnek a végein feszültség keletkezik, amely megfelel a tér változásának első deriváltjának. Így, ha a tér állandó, a vezető végein nem keletkezik feszültség. Ez a feszültség nagyon kicsi, de növelhető. Ehhez az egyenes vezető helyett elegendő a kívánt számú fordulatból álló tekercset használni. Mivel a menetek sorba vannak kötve, a rajtuk lévő feszültségek összegződnek. Ezért, ha minden más tényező egyenlő, a feszültség nagyobb lesz, mint egyetlen fordulat vagy egyenes vezető a fordulatok számának megfelelő számú alkalommal.
Különböző módokon hozhat létre váltakozó mágneses teret. Például egy mágnes forgatásával a tekercs mellett generátor jön létre. A transzformátorban ehhez egy másik tekercset használnak, amelyet primer tekercsnek neveznek, és valamilyen feszültséget kapcsolnak rá. A szekunder tekercsben feszültség keletkezik, amelynek alakja megfelel a primer tekercsben lévő feszültség hullámforma első deriváltjának. Ha a primer tekercsen a feszültség szinuszosan változik, a szekunder tekercsen koszinuszosan változik. Az átalakítási arány (nem tévesztendő össze a hatásfokkal) megfelel a tekercsek fordulatszámának arányának. Ez lehet egynél kevesebb vagy több. Az első esetben a transzformátor lefelé, a másodikban pedig felfelé lesz. A voltonkénti fordulatok száma (az úgynevezett "fordulatok száma voltonként") minden transzformátortekercsnél azonos. Teljesítmény-frekvencia transzformátoroknál ez legalább 10, különben csökken a hatásfok és nő a fűtés.
A levegő mágneses permeabilitása nagyon alacsony, ezért a mag nélküli transzformátorokat csak nagyon magas frekvencián történő működés esetén használják. Az ipari frekvenciaváltókban dielektromos réteggel borított acéllemezből készült magokat használtak. Ennek köszönhetően a lemezek elektromosan el vannak választva egymástól, és nem lépnek fel örvényáramok, ami csökkentheti a hatékonyságot és növelheti a fűtést. A nagyfrekvencián működő kapcsolóüzemű tápegységek transzformátoraiban ilyen magok nem alkalmazhatók, mivel minden egyes lemezben jelentős örvényáramok léphetnek fel, és a mágneses permeabilitás túlzott. Itt ferrit magokat használnak - mágneses tulajdonságokkal rendelkező dielektrikumokat.
A transzformátor veszteségei, amelyek csökkentik a hatékonyságát, abból adódnak, hogy váltakozó elektromágneses mezőt bocsát ki, kis örvényáramok, amelyek az elnyomásukra tett intézkedések ellenére továbbra is keletkeznek a magban, valamint az aktív ellenállás jelenléte a transzformátorban. tekercsek. Mindezek a tényezők, az első kivételével, a transzformátor felmelegedéséhez vezetnek. A tekercs aktív ellenállásának elhanyagolhatónak kell lennie a tápegység vagy a terhelés belső ellenállásához képest. Ezért minél nagyobb az áram a tekercsen keresztül, és minél kisebb a feszültség rajta, annál vastagabb a vezeték.
Kapcsolódó videók
A transzformátorokat az AC feszültség- és áramrendszerek áramveszteség nélküli átalakítására használják, és széles körben használják az emberi tevékenység szinte minden ágában.
Utasítás
A transzformátor egy elektromos eszköz, amely egy nagyságú váltakozó feszültséget egy másik nagyságú feszültséggé alakít (csökkentés vagy növekedés). Fémmagból és különböző szakaszok huzaltekercseiből áll. Mivel a készülék tekercselése speciális elektromos acélból készült magra van feltekercselve, a készülék súlya a méreteihez képest általában igen lenyűgöző. A transzformátor méretei a teljesítményétől függően változhatnak.
A transzformátor lehet egyfázisú vagy háromfázisú. Nagyon egyszerű megérteni ezt a kérdést. Ha az áram négy – három fázisú és nulla – vezetéken keresztül folyik, az áram háromfázisú. Ha két vezeték van - fázis és nulla -, ez egyfázisú áram. A háromfázisú transzformátor egyfázisúvá alakításához elegendő bármelyik fázist és nullát venni. Ez az áram áramlik a lakóépületekbe és lakásokba. Egy hagyományos, 220 V feszültségű háztartási aljzatban váltakozó egyfázisú elektromos áram folyik.
Az egyfázisú transzformátor egyszerű kialakítású, amelynek fő elemei a következők:
1 - primer tekercs;
2 - mágneses áramkör;
3 - szekunder tekercs;
F a mágneses fluxus iránya;
U1 - feszültség az elsődleges tekercsben;
U2 a feszültség a szekunder tekercsben.
Transzformátorok az elektrotechnikában olyan elektromos berendezéseket neveznek, amelyeknél a váltakozó áramú elektromos energiát egy vezető egyik rögzített tekercséből egy másik rögzített tekercsre továbbítják egy vezetőről, amely nincs elektromosan csatlakoztatva az elsőhöz.
Az energiát egyik tekercsről a másikra átadó kapcsolat a mágneses fluxus, amely mindkét tekercshez kapcsolódik, és folyamatosan változik nagyságában és irányában.
Az egyfázisú transzformátor működési elve és berendezése
ábrán. Az 1a. ábra a legegyszerűbb transzformátort mutatja, amely két koaxiálisan egymás felett elhelyezkedő I és II tekercsből áll. Az I. tekercset egy G generátor táplálja váltakozó árammal. Ezt a tekercset primer tekercsnek vagy primer tekercsnek nevezik. A szekunder tekercsnek vagy másodlagos tekercsnek nevezett II tekercssel az áramkört elektromos energia vevői kötik össze.
A transzformátor működési elve
A transzformátor működése a következő. Amikor az áram áthalad a primer tekercsen, az mágneses mezőt hoz létre, amelynek erővonalai nemcsak az őket létrehozó tekercsen, hanem részben a szekunder tekercsen is áthatolnak. A primer tekercs által létrehozott erővonalak eloszlásának hozzávetőleges képe az ábrán látható.
Amint az ábrán látható, a tekercs vezetői körül minden erővonal zárva van, de ezek egy része az ábrán. Az 1b. ábrán látható 1, 2, 3, 4 távvezetékek szintén a tekercsvezetők körül zárva vannak. Így az I tekercs mágnesesen kapcsolódik a II tekercshez mágneses erővonalak segítségével.
Az I. és II. tekercsek mágneses csatolásának mértéke koaxiális elrendezésükkel a köztük lévő távolságtól függ: minél távolabb vannak egymástól a tekercsek, annál kisebb a mágneses csatolás közöttük, mert az I. tekercsnek annál kevesebb erővonala kapcsolódik egymáshoz. tekercsel II.
Mivel feltételezzük, hogy az I tekercsen váltóáram halad át, azaz olyan áram, amely valamilyen törvény szerint, például a szinusz törvénye szerint változik, akkor az általa létrehozott mágneses tér is időben változik ugyanerre a törvényt.
Például amikor az I tekercsben az áram a legnagyobb értéken megy át, akkor az általa generált mágneses fluxus is a legnagyobb értéken megy át; amikor az I tekercsben az áram átmegy a nullán, megváltoztatva az irányát, akkor a mágneses fluxus is átmegy a nullán, szintén megváltoztatva az irányát.
Az I. tekercsben az áramerősség változása következtében mind az I, mind a II tekercset olyan mágneses fluxus hatol át, amely folyamatosan változtatja annak értékét és irányát. Az elektromágneses indukció alaptörvénye szerint a tekercsen áthatoló mágneses fluxus bármilyen változása esetén a tekercsben változó elektromotoros erő indukálódik. Esetünkben az I. tekercsben az önindukciós elektromotoros erő, a II. tekercsben pedig a kölcsönös indukciós elektromotoros erő indukálódik.
Ha a II. tekercs végeit elektromos energia vevők áramköréhez csatlakoztatjuk (lásd 1a. ábra), akkor ebben az áramkörben áram fog megjelenni; így a vevőkészülékek elektromos energiát kapnak. Ugyanakkor a generátor I. tekercsére energiát fog irányítani, ami majdnem megegyezik a II. tekercs által az áramkörnek adott energiával. Így az egyik tekercs elektromos energiája a második tekercs áramkörébe kerül, amely galvanikusan (fémesen) teljesen nem kapcsolódik az első tekercshez. Ebben az esetben az energiaátvitel eszköze csak egy váltakozó mágneses fluxus.
ábrán látható. Az 1a. ábrán a transzformátor nagyon tökéletlen, mert kevés a mágneses csatolás az I. primer tekercs és a II. szekunder tekercs között.
Két tekercs mágneses csatolását általában a két tekercshez kapcsolt mágneses fluxus és az egyik tekercs által létrehozott fluxus aránya alapján becsüljük meg.
ábrából Az 1b. ábrán látható, hogy az I. tekercs mezővonalainak csak egy része záródik a II. Az erővonalak egy másik része (az 1b. ábrán a 6, 7, 8 vonalak) csak az I. tekercs körül záródik. Ezek az erővonalak egyáltalán nem vesznek részt az elektromos energia átvitelében az első tekercsről a másodikra, ezek alkotják az úgynevezett kóbor mezőt.
A primer és szekunder tekercsek közötti mágneses csatolás növelése és a mágneses fluxus áthaladásának mágneses ellenállásának csökkentése érdekében a műszaki transzformátorok tekercseit teljesen zárt vasmagokra helyezik.
A transzformátorok megvalósításának első példája vázlatosan látható az ábrán. 2 egyfázisú, úgynevezett rúd típusú transzformátor. Elsődleges és szekunder tekercsei c1 és c2 vasrudakon a - a találhatók, amelyek végein b - b vaslemezekkel vannak összekötve, amelyeket jármoknak neveznek. Így két a, a rúd és két b, b járom zárt vasgyűrűt alkot, amelyben a mágneses fluxus áthalad, összekapcsolva az elsődleges és a szekunder tekercsekkel. Ezt a vasgyűrűt transzformátormagnak nevezik.
A transzformátorok megvalósításának második példája vázlatosan látható az ábrán. 3 egyfázisú, úgynevezett páncélozott típusú transzformátor. Ebben a transzformátorban a c primer és szekunder tekercsek, amelyek egy sor lapos tekercsből állnak, egy két a és b vasgyűrű két rúdjából álló magon találhatók. A tekercseket körülvevő a és b gyűrűk szinte teljes egészében páncélzattal borítják azokat, ezért a leírt transzformátort páncélozottnak nevezik. A c tekercseken belül áthaladó mágneses fluxus két egyenlő részre oszlik, amelyek mindegyike a saját vasgyűrűjében záródik.
A transzformátorokban a vas zárt mágneses áramkörök alkalmazása jelentősen csökkenti a szivárgási fluxust. Az ilyen transzformátorokban a primer és szekunder tekercsekkel kapcsolt fluxusok közel azonosak egymással. Feltételezve, hogy a primer és a szekunder tekercseket ugyanaz a mágneses fluxus hatol át, a tekercsek elektromotoros erőinek pillanatnyi értékére az általános indukciós rés alapján írhatunk kifejezéseket:
A w1 és w2 kifejezések a primer és szekunder tekercsek fordulatszámát jelentik, dФt pedig a mágneses fluxus behatoló tekercsének változásának nagyságát dt időelemenként, ezért van a mágneses fluxus változásának sebessége. Az utolsó kifejezésekből a következő arányt kaphatjuk: e1 / e2 = w1 / w2
vagyis az I. és II. primer és szekunder tekercsben jelzett pillanatnyi elektromotoros erők ugyanúgy viszonyulnak egymáshoz, mint a tekercsek fordulatszáma. Az utolsó következtetés nemcsak az elektromotoros erők pillanatnyi értékeire vonatkozik, hanem azok legnagyobb és effektív értékeire is.
A primer tekercsben indukált elektromotoros erő, amely az önindukció elektromotoros ereje, szinte teljesen kiegyenlíti az ugyanarra a tekercsre adott feszültséget. Ha E1-en és U1-en keresztül jelöljük a primer tekercs elektromotoros erejének és a rá adott feszültségnek az effektív értékeit, akkor ezt írhatjuk: E1 = U1
A szekunder tekercsben indukált elektromotoros erő a szóban forgó esetben megegyezik a tekercs végein lévő feszültséggel.
Ha az előzőhöz hasonlóan E2-n és U2-n keresztül a szekunder tekercs elektromotoros erejének és a végein lévő feszültségnek az effektív értékeit jelöljük, akkor ezt írhatjuk: E2 = U2
Ezért a transzformátor egyik tekercsére bizonyos feszültséget kapcsolva a másik tekercs végein tetszőleges feszültség érhető el, csak ezeknek a tekercseknek a fordulatszáma között kell megfelelő arányt felvenni. Ez a transzformátor fő tulajdonsága.
Az elsődleges tekercs menetszámának és a szekunder tekercs menetszámának arányát a transzformátor transzformációs arányának nevezzük. Az átalakulási arányt kt-vel jelöljük.
Ezért írhatjuk: Е1 / Е2 = U1 / U2 = w1 / w2 = kt
Azt a transzformátort, amelynek transzformációs aránya kisebb, mint egy, emelőtranszformátornak nevezzük, mert szekunder feszültsége, vagy ún. szekunder feszültsége nagyobb, mint a primer feszültség, vagy az úgynevezett primer feszültség. Az egynél nagyobb transzformációs arányú transzformátort leléptető transzformátornak nevezzük, mert szekunder feszültsége kisebb, mint a primer feszültsége.
Egyfázisú transzformátor üzem terhelés alatt
A transzformátor üresjárati működése során a mágneses fluxust a primer tekercsben lévő áram, vagy inkább a primer tekercs magnetomotoros ereje hozza létre. Mivel a transzformátor mágneses áramköre vasból készült, ezért alacsony a mágneses ellenállása, és a primer tekercs menetszámát általában nagynak veszik, a transzformátor üresjárati árama kicsi, 5- 10%-a a normálnak.
Ha lezárja a szekunder tekercset bármilyen ellenállásra, akkor a szekunder tekercsben lévő áram megjelenésével ennek a tekercsnek a magnetomotoros ereje is megjelenik.
A Lenz-törvény szerint a szekunder tekercs magnetomotoros ereje a primer tekercs magnetomotoros erejével szemben hat
Úgy tűnik, hogy ebben az esetben a mágneses fluxusnak csökkennie kell, de ha állandó feszültséget alkalmaznak az elsődleges tekercsre, akkor a mágneses fluxus szinte nem fog csökkenni.
Valójában a primer tekercsben indukált elektromotoros erő a transzformátor terhelésekor majdnem megegyezik az alkalmazott feszültséggel. Ez az elektromotoros erő arányos a mágneses fluxussal. Következésképpen, ha a primer feszültség állandó nagyságrendű, akkor a terhelés alatti elektromotoros erőnek közel azonosnak kell maradnia, mint a transzformátor üresjárata alatt. Ez a körülmény a mágneses fluxus szinte teljes állandóságát eredményezi bármilyen terhelésnél.
Az egyfázisú transzformátor működése terhelés alatt Tehát állandó primer feszültség mellett a transzformátor mágneses fluxusa szinte nem változik a terhelés változásával, és üresjárati üzemmódban egyenlőnek tekinthető a mágneses fluxussal.
A transzformátor mágneses fluxusa csak azért tudja megőrizni értékét terhelés alatt, mert a szekunder tekercsben áram megjelenésével a primer tekercsben is megnő az áramerősség, és olyannyira, hogy a transzformátor mágneses erői vagy amper fordulatai közötti különbség. A primer és szekunder tekercsek szinte egyenlőek maradnak a magnetomotoros erővel vagy az amper fordulataival üresjárati üzemmódban ... Így a lemágnesező magnetomotoros erő vagy amper-fordulatok megjelenése a szekunder tekercsben az elsődleges tekercs magnetomotoros erejének automatikus növekedésével jár együtt.
Mivel, mint fentebb említettük, egy transzformátor mágneses fluxusának létrehozásához kis magnetomotoros erő szükséges, elmondható, hogy a szekunder magnetomotoros erő növekedése az elsődleges magnetomotoros erő közel azonos nagyságrendű növekedésével jár. .
Ezért felírhatjuk: I2w2 = I1w1
Ebből az egyenlőségből kapjuk a transzformátor második fő jellemzőjét, mégpedig a következő arányt: I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / kt, ahol kt a transzformációs arány.
Így a transzformátor primer és szekunder tekercseinek áramának aránya egyenlő eggyel osztva a transzformációs arányával.
Tehát a transzformátor fő jellemzői az E1 / E2 = w1 / w2 = kt és I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / kt összefüggésben vannak.
Ha az összefüggések bal oldalát megszorozzuk egymással, és a jobb oldalait egymással, akkor I1E1 / I2E2 = 1 és I1E1 = I2E2
Az utolsó egyenlőség megadja a transzformátor harmadik karakterisztikáját, amely így fejezhető ki: a transzformátor szekunder tekercsének leadott teljesítménye volt-amperben közel megegyezik a primer tekercsre leadott teljesítménnyel volt-amperben is. .
Ha figyelmen kívül hagyjuk a tekercsek rézében és a transzformátor mag vasában jelentkező energiaveszteségeket, akkor azt mondhatjuk, hogy az energiaforrásból a transzformátor primer tekercsébe betáplált teljes teljesítmény a szekunder tekercsébe kerül, és a adó a mágneses fluxus.
