ЯК працює трансформатор :: Авто

Трансформатор дозволяє підвищувати напругу за рахунок програшу в силі струму, або навпаки. У всіх випадках діє закон збереження енергії, але деяка її частина неминуче перетворюється в тепло. Тому коефіцієнт корисної дії трансформатора хоча і зазвичай близький до одиниці, але менше неї.

Інструкція

В основу трансформатора покладено явище, зване електромагнітної індукцією. При впливі на провідник мінливого магнітного поля на кінцях цього провідника виникає напруга, відповідне першої похідної зміни цього поля. Таким чином, коли поле постійне, напруги на кінцях провідника не виникає. Ця напруга дуже мало, але його можна підвищити. Для цього достатньо замість прямого провідника використовувати котушку, що складається з бажаної кількості витків. Оскільки витки з`єднані послідовно, напруги на них сумуються. Тому за інших рівних умов напруга буде більше порівняно з одиничним витком або прямим провідником у число разів, що відповідає кількості витків.

Створювати змінне магнітне поле можна по-різному. Наприклад, обертати поруч з котушкою магніт - вийде генератор. У трансформаторі ж для цього використовують ще одну обмотку, звану первинної, і на неї подають напругу тієї чи іншої форми. У вторинній обмотці виникає напруга, форма якого відповідає першої похідної форми напруги в первинній обмотці. Якщо напруга на первинній обмотці змінюється за синусоїдальним законом, на вторинній воно буде змінюватися за косинусоидальной. Коефіцієнт трансформації (не плутати з коефіцієнтом корисної дії) відповідає співвідношенню чисел витків обмоток. Він може бути як менше, так і більше одиниці. У першому випадку трансформатор буде знижувальним, у другому - підвищує. Кількість витків, що припадає на один вольт (т. Зв. "Число витків на вольт") - однакове для всіх обмоток трансформатора. Для трансформаторів промислової частоти воно становить не менше 10, інакше ККД падає і збільшується нагрів.

Магнітна проникність повітря дуже мала, тому трансформатори без сердечників застосовують тільки при роботі на дуже високих частотах. У трансформаторах промислової частоти знайшли застосування сердечники із сталевих пластин, покритих шаром діелектрика. Завдяки цьому пластини електрично ізольовані один від одного, і не виникають вихрові струми, здатні знизити ККД і збільшити нагрів. У трансформаторах імпульсних блоків живлення, що працюють на підвищених частотах, такі сердечники незастосовні, так як істотні вихрові струми можуть виникнути в кожній окремій пластині, а магнітна проникність надлишкова. Тут застосовують сердечники з феритів - діелектриків, що володіють магнітними властивостями.

Втрати в трансформаторі, що знижують його ККД, виникають за рахунок випромінювання їм змінного електромагнітного поля, невеликих вихрових струмів, все ж виникають в осерді незважаючи на вжиті заходи по їх придушення, а також наявності у обмоток активного опору. Всі ці фактори, крім першого, ведуть до нагрівання трансформатора. Активний опір обмотки повинне бути дуже незначним у порівнянні з внутрішнім опором джерела живлення або навантаження. Тому чим більше струм через обмотку і нижче напруга на ній, тим більше товстий дріт для неї застосовують.