Трансформатори
Генератори, які стоять на електростанціях, виробляють дуже потужне ЕРС. На практиці таке напруги рідко коли буває потрібно. Тому таку напругу необхідно перетворювати.
Трансформатори
Для перетворення напруги використовуються пристрої, звані трансформаторами. Трансформатори можуть як і підвищити напругу, так і знизити його. Існують також стабілізуючі трансформатори, які не підвищують і не понижують напругу.
Розглянемо пристрій трансформатора на наступному малюнку.
Пристрій і робота трансформатора
Трансформатор складається з двох котушок з дротяними обмотками. Ці котушки надягають на сталевий сердечник. Сердечник не є монолітним, а збирається з тонких пластин.
Одна з обмоток називається первинною. До цієї обмотці під’єднують змінну напругу, яка йде від генератора, і яке потрібно перетворити. Інша обмотка називається вторинною. До неї приєднують навантаження. Навантаження це всі прилади і пристрої, які споживають енергію.
Робота трансформатора заснована на явищі електромагнітної індукції. Коли через первинну обмотку проходить змінний струм, в осерді виникає змінний магнітний потік. А так як сердечник загальний, магнітний потік індукує струм і в іншій котушці.
У первинній обмотці трансформатора мається N1 витків, її повна ЕРС індукції дорівнює e1 = N1*e, де е – миттєве значення ЕРС індукції у всіх витках. е однаково для всіх витків обох котушок.
У вторинній обмотці мається N2 витків. У ній індукується ЕРС e2 = N2*e.
Отже:
E1/e2 = N1/N2.
Опором обмоток нехтуємо. Отже, значення ЕРС індукції і напруги будуть приблизно рівні за модулем:
| u1 | ? | e1 |.
При розімкнутому ланцюзі вторинної обмотки в ній не йде струм, отже:
| u2 | = | e2 |.
Миттєві значення ЕРС e1, e2 коливаються в одній фазі. Їх відношення можна замінити відношенням значень діючих ЕРС: E1 і E2. А ставлення миттєвих значень напруги замінимо діючими значеннями напруги. отримаємо:
E1/E2 ? U1/U2 ? N1/N2 = K
К – коефіцієнт трансформації. При K > 0 трансформатор підвищує напругу, при K <0 – трансформатор знижує напругу. Якщо ж до кінців вторинної обмотки підключити навантаження, то в другій ланцюга з’явиться змінний струм, який викличе появу в осерді ще одного магнітного потоку.
Це магнітний потік буде зменшувати зміна магнітного потоку осердя. Для навантаженого трансформатора буде справедлива наступна формула:
U1/U2 ? I2/I1.
Тобто при підвищенні напруги в кілька разів, ми в стільки ж разів зменшимо силу струму.
Related posts:
- Трансформатори ТН Трансформатори ТН (уніфіковані накальні), розраховані на частоту струму 50 Гц, мають два типи сердечника: Бронєвой стрічковий сердечник типу ШЛ. Це конструкція з найменшою масою у виконанні для помірного і холодного клімату (УХЛ) і усекліматичного (В). Бронєвой стрічковий сердечник типу ШЛМ, конструкція з так званим зменшеною витратою міді у виконанні УХЛ і В. Накальні трансформатори ТН […]...
- Проектуємо трансформатори Найбільш наочним і живим втіленням теорії електричного магнетизму є трансформатор – пристрій для перетворення електричної напруги. Спробуємо спроектувати трансформатор для живлення саморобного гітарного підсилювача. У найпростішому трансформаторі на залізний сердечник намотують дві обмотки з ізольованого проводу. Первинну обмотку підключають до джерела змінної напруги, наприклад до побутової електромережі 220 В. В обмотці виникає змінний струм, який […]...
- Трансформатори трьохобмоткові У випадку, коли є необхідність отримати кілька різних напруг, то замість декількох окремих електричних силових двообмоткових трансформаторів з різними коефіцієнтами трансформації можна застосувати один силовий багатообмотувальних трансформатор. Це дає можливість сильно здешевити і спростити електричну трансформаторну підстанцію. Припустимо, електричний силовий трансформатор має деяке число обмоток. Для такого багатообмотувального силового трансформатора відповідно певні рівняння рівноваги електрорушійної […]...
- Трансформатори ТПП, характеристики Трансформатори ТПП отримали наступні типи сердечників, а також виконання і конструкції: Бронєвой стрічковий сердечник типу ШЛ. Виконання: для помірного холодного клімату (УХЛ) і усекліматичного (В). Конструкція – з найменшою масою. Бронєвой стрічковий сердечник типу ШЛМ. Виконання – УХЛ. Конструкція – із зменшеною витратою міді. Стрижневий стрічковий сердечник ПЛМ. Виконання – В. Конструкція – з обмотками […]...
- Вимірювальні трансформатори напруги По своєму устрої вимірювальні трансформатори напруги схожі з силовим електричним трансформатором малої потужності. Первинна мідна обмотка вимірювального трансформатора напруги має велике число витків. Вони підключається до електромережі, де необхідно здійснювати вимірювання і контроль над величинами змінної напруги. Початок і кінець мідної первинної обмотки вимірювального трансформатора напруги позначають буквами А і X. Вторинна мідна обмотка, у […]...
- Як працює трансформатор? Використовувана людиною електрична енергія в основному виробляється на великих електростанціях. Ці підприємства передають електрику на районні підстанції, які потім розподіляють його по споживачам. Так як лінії електропередач мають електричним опором, частина енергії електричного струму втрачається, перетворюючись на теплоту. Постійний струм (DC) тече в одному напрямку; змінний струм (АС) періодично змінює свій напрямок. Спочатку для електропостачання […]...
- Вибір і розрахунок сердечника трансформатора Площа перетину сердечника трансформатора – дуже важливий параметр. На величину магнітного потоку, створюваного в осерді трансформатора, крім числа витків первинної обмотки і величини протікає в ній струму, впливає і розмір самого сердечника. Якщо трансформатор має сердечник малого розміру, то створити в такому сердечнику магнітний потік великий величини не можна і на виході такого трансформатора отримати […]...
- Пристрій і принцип дії трансформатора Принцип дії трансформатора (понижуючого або підвищує) – трансформація змінної напруги (як підвищення, так і зниження) з деякою втратою потужності. Трансформатори працюють тільки зі змінним напругою. Саме з цієї причини всі електричні мережі мають змінну напругу. Підвищувальні трансформатори підвищують напругу, знижувальні трансформатори знижують. Більшість джерел живлення використовують знижувальні трансформатори, щоб зменшити високий небезпечна напруга мережі (220В) […]...
- Вимірювальні трансформатори струму Призначення вимірювальних струмових трансформаторів полягає, перш за все, в трансформації (пропорційному зниженні) вимірюваної сили електричного струму до величин, які найбільш безпечних і допустимі для його безпосереднього вимірювання. Іншими словами кажучи, вимірювальні трансформатори струму в значній мірі розширюють робочі межі вимірювання електровимірювальних приладів (лічильників). Найбільш відповідний приклад необхідності застосування вимірювальних трансформаторів струму – випадок, коли в […]...
- Однофазна мостова схема випрямлення В однофазній мостовій схемі до однієї з діагоналей моста підключається джерело змінної напруги (вторинна обмотка трансформатора), а до іншої – навантаження. У мостовій схемі діоди працюють попарно: протягом однієї половини періоду напруги струм протікає від вторинної обмотки трансформатора по ланцюгу VD1, RН, VD2, а на другому напівперіоді – по ланцюгу VD3, RН, VD4, причому в […]...
- Коротке замикання трансформатора Короткі замикання в електроустановках трапляються, як правило, через будь-які несправності в електромережах (електричному пробої її в результаті перенапруг, механічне пошкодження ізоляції і т. д.) або при невірних діях робочого персоналу. Коротке замикання трансформатора дуже небезпечно, оскільки при цьому з’являється досить велика сила струму, яка здатна зруйнувати даний електричний пристрій. При виникненні короткого замикання на затискачах […]...
- ККД трансформатора ККД трансформатора завжди буде менше 100%, тому що в кожному трансформаторі завжди є втрати електричної енергії, внаслідок чого з первинної обмотки у вторинну передається не вся енергія, а лише більша її частина. Розрізняють два види втрат в трансформаторі: Втрати в міді (в дротах, якими він намотаний); Втрати в сталі (в осерді). Втрати в міді обумовлюються […]...
- Котушка Тесли Котушка Тесли зіграла значну роль в порушенні інтересу студентів багатьох поколінь до чудес науки і електричним явищам. Режисери фільмів жахів знайшли котушкам Тесли вельми екзотичне застосування – в кіно маніяки-вчені використовують їх іноді для створення вражаючих розрядів. Дослідники паранормальних явищ нафантазували, що “є повідомлення про посилення надприродних здібностей у присутності працюючих котушок Тесли”. Створені в […]...
- Умножитель напруги Умножитель напруги буде простіше зрозуміти, якщо почати зі звичайного однополупериодного випрямляча. У цьому випрямлячі, як зазвичай, напруга на виході більше діючого значення змінної напруги на вході (виході вторинної обмотки трансформатора) в √2 раз. Вихідна напруга, як правило, зменшується з ростом струму навантаження. Для пояснення цього факту найкраще скористатися поняттям “постійної часу”, яке описує швидкість заряду […]...
- Вимушені електромагнітні коливання Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Такі коливання проявляються, наприклад, при наявності в ланцюзі періодичної електрорушійної сили. Змінна ЕРС індукції виникає в дротяної рамки з декількох витків, обертається в […]...
- Активна і реактивна потужність – доповідь Активна потужність Існують споживачі електроенергії, у яких повна і активна потужності збігаються. Це споживачі, у яких навантаження представлена активними опорами (резисторами). Серед побутових електроприладів прикладами подібної навантаження є лампи розжарювання, електроплити, жарочні шафи і духовки, обігрівачі, праски, паяльники та ін. Зазначена у цих приладів в паспорті, одночасно є активна і реактивна потужність. Це той випадок, […]...
- Принцип роботи асинхронного двигуна Подаючи напругу тільки на обмотку статора, асинхронний двигун починає працювати. Цікаво знати, як це працює, чому так відбувається? Це дуже просто, якщо зрозуміти, як відбувається процес індукції, коли в роторі індукується магнітне поле. Наприклад, в машинах постійного струму, доводиться окремо створювати магнітне поле в якорі (роторі) НЕ через індукцію, а за допомогою щіток. Коли ми […]...
- Напруга. Визначення напруги Напруга, цим терміном позначають різницю електричних потенціалів між двома точками електричного кола. Деякі неправильно вважають, що напруга – це щось таке, що рухається в ланцюзі. Але це не так. Напруга – це та сила, під дією якої в електричному ланцюзі рухаються електричні заряди, тобто протікає електричний струм. Напругу можна порівняти з ударом ключки по шайбі. […]...
- Структури джерел електроживлення Для будь-якого електронного пристрою необхідне джерело живлення, який повинен давати одне або кілька значень постійної напруги. Звичайно, в якості джерела живлення можна використовувати гальванічні батареї, але при великому споживанні потужності це неекономічно. У цьому випадку застосовують спеціальні електронні пристрої, що забезпечують формування требує-мих живлять напруг і звані джерелами електроживлення. Джерела електричної енергії, необхідної для живлення […]...
- Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
- Напруга електричного струму і вольтметр Електричний струм – це електрони, які проходять через провідник і несуть в собі негативний заряд. Обсяг цього заряду або, іншими словами, кількість електрики характеризує силу струму. Ми знаємо, що сила струму однакова у всіх місцях ланцюга. Електрони не можуть зникати або “зістрибувати” з проводів і навантаження. Тому, силу струму ми можемо виміряти в будь-якому місці […]...
- Як отримати напругу 12 вольт Як отримати напругу 12 вольт Для перевірки роботи окремих блоків побутових приладів домашньому майстру може знадобитися напругу 12 вольт як постійного, так і змінного струму. Детально розберемо обидва випадки, але спочатку необхідно розглянути ще одну величину електроенергії – потужність, яка характеризує здатність пристрою надійно здійснити роботу. Якщо потужності джерела буде недостатньо, то він не виконає […]...
- Зовнішня характеристика джерела ЕРС Зовнішня характеристика відображає залежність напруги на затискачах джерела від величини навантаження – струму джерела, заданого навантаженням. Напруга на затискачах джерела менше ЕРС на величину падіння напруги на внутрішньому опорі джерела (1): Цьому рівнянню відповідає зовнішня характеристика джерела ЕРС (рис. 1). побудована за двома точками: 1) при I = 0 E = U; 2) при U […]...
- Діоди випрямляючі Випрямні діоди використовуються в блоках харчування для перетворення змінного струму (AC) в постійний струм (DC). Цей процес називається випрямленням, а ділянку схеми, де відбувається випрямлення, називається випрямлячем. Вони так само можуть використовуватися і в інших частинах схеми, де необхідно пропустити великий струм через діод. Всі випрямні діоди зроблені, як правило, з кремнію і тому мають […]...
- Змінний струм Змінний струм – це коливання, які можуть відбуватися в ланцюзі в результаті підключення її до джерела змінної напруги. Всіх нас оточує саме змінний струм – він є у всіх ланцюгах в квартирах, передача по проводах відбувається саме струму змінної напруги. Однак, практично всі споживачі електричного струму працюють від постійно електрики. Саме тому на виході з […]...
- Втрати на внутрішньому опорі джерела ЕРС Найпростіший приклад ілюструє вплив внутрішнього опору джерела струму – це гальванічні елементи (батареї) і акумулятори. Здатність джерела струму видавати велике значення сили струму безпосередньо залежить від його внутрішнього опору. Чим воно більше, тим менший струм здатний видати джерело ЕРС. Припустимо у нас є акумуляторна батарея на 12 Вольт (В), а в якості навантаження ми застосовуємо […]...
- Активний опір Розглянемо наступну ланцюг. Він складається з джерела змінної напруги, з’єднувальних проводів і деякої навантаження. Причому індуктивність навантаження дуже мала, а опір R дуже велике. Це навантаження ми раніше називали опором. Тепер будемо називати її активним опором. Активний опір Опір R називають активним, тому що якщо в ланцюзі буде навантаження з таким опором, ланцюг буде поглинати […]...
- Лінійні і нелінійні резистивні опори Всі резистори діляться на лінійні і нелінійні. Лінійними називаються резистори, опору яких не залежать (тобто не змінюються) від значення струму, що протікає або прикладеної напруги. В апаратурі зв’язку та інших електронних пристроях (радіоприймачах, транзисторах, магнітофонах і т. д.) Широко використовуються малогабаритні лінійні резистори, наприклад типу МЛТ (металізовані, лаковані, термостійкі). Опір цих резисторів залишається незмінним при […]...
- Лінійні стабілізатори напруги Стабілізатором напруги називається пристрій, автоматично підтримує напругу на навантаженні при зміні в певних межах таких дестабілізуючих факторів, як напруга первинного джерела, опір навантаження, температура навколишнього середовища. Існує два види стабілізаторів – параметричні та компенсаційні. Параметричний стабілізатор використовує елементи, в яких напруга залишається незмінним при зміні протікає через них струму. Такими елементами є стабілітрони, в яких […]...
- Що таке змінний струм Змінний струм – це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються в електричному ланцюзі джерелом змінного (найчастіше синусоїдального) напруги. Змінний струм присутній скрізь. Він тече по проводах наших квартир, в промислових електромережах, у високовольтних лініях електропередач. І якщо вам потрібен постійний струм, щоб зарядити акумулятор телефону або ноутбука, ви використовуєте спеціальний адаптер, випрямляючий змінний струм з розетки. […]...
- Охолодження трансформаторів При експлуатації електричних трансформаторів деяка частина електроенергії, що трансформується їм, безповоротно втрачається, з цієї причини корисна потужність силового трансформатора, яка віддається їм у навантаження споживачам, в деякій мірі менша від тієї потужності, яка береться їм з електромережі джерела. Така втрата електроенергії має місце як в самому муздрамтеатрі електричного трансформатора, так і в його наявних обмотках. […]...
- Явище електромагнітної індукції: визначення Явище електромагнітної індукції було відкрито англійським вченим М. Фарадеєм 29 серпня 1831 році. Явище електромагнітної індукції полягає в тому, що при кожній зміні магнітного потоку, що пронизує контур замкнутого провідника, в цьому провіднику утворюється електричний струм, який існує протягом всього процесу зміни магнітного потоку. Явище електромагнітної індукції можна виявити в таких ситуаціях: 1. при відносному […]...
- Застосування пускового струму Для правильної експлуатації електричних приводів важливо враховувати їхні пускові характеристики. Якщо цього не враховувати і не намагатися нівелювати мінуси струму пуску, то можливі неприємні наслідки. Так струм пуску може негативно позначатися на іншому обладнанні, яке одночасно працює з зазначеним електродвигуном на одній лінії. При великих значеннях струму пуску може призводити до падіння напруги мережі і […]...
- Чому однофазний асинхронний двигун не починає обертатися самостійно? З тієї причини, що він живиться від однієї фази. Магнітне поле однофазного двигуна є пульсуючим, а не обертаючимся. Основне завдання запуску полягає в створенні з пульсуючого поля обертового. Ця проблема вирішується за допомогою створення зсуву фази в іншій обмотці статора за допомогою конденсаторів, індуктивностей і просторового розташування обмоток в конструкції двигуна. Необхідно відзначити, що однофазні […]...
- Принцип роботи реле Принцип роботи реле – з’єднання / роз’єднання контактів за допомогою електроприводу. Струм протікає через обмотку котушки реле створює магнітне поле, яке притягує якір до сердечника котушки. Цей якір механічно з’єднаний з рухомим (загальним) контактом, який від’єднується від одного контакту (нормально замкнутого) і з’єднується з іншим (нормально розімкненим). Струм в котушці реле може текти, а може […]...
- Навіщо з’єднують діоди послідовно? Навіщо з’єднують діоди послідовно? Послідовне з’єднання діодів можна розглядати як один діод, у якого збільшується такий важливий параметр, як зворотна напруга діода Uобр. І збільшується він пропорційно кількості з’єднаних діодів. Якщо кожен з діодів має максимальну зворотню напругу 100 В, то для всього з’єднання цей параметр зростає триразово і дорівнює 300 В. Постійний прямий струм […]...
- Змінний і трифазний струм Змінний електричний струм, так само як змінна напруга, змінюють свій напрямок і значення протягом певного відрізка часу. Оскільки даний ресурс носить більш прикладний, ніж теоретичний характер, то тут тема змінного електричного струму і напруги буде розглянута в обсязі, достатньому для розуміння суті цих процесів і не більше того. Зміна струму (напруги) в часі можуть мати […]...
- Схема заміщення асинхронного двигуна При практичних розрахунках замість реального асинхронного двигуна, на схемі його замінюють еквівалентною схемою заміщення, в якій електромагнітна зв’язок замінена на електричну. При цьому параметри ланцюга ротора наводяться до параметрів ланцюга статора. По суті, схема заміщення асинхронного двигуна аналогічна схемі заміщення трансформатора. Різниця в тому, що у асинхронного двигуна електрична енергія перетворюється в механічну енергію (а […]...
- Можливі несправності обмотки електродвигуна Візуально не завжди можна визначити стан обмоток, так як доступ до них обмежений особливостями конструкції двигуна. Практично перевірити обмотку електродвигуна можна по електричним характеристикам, так як всі поломки двигуна в основному виявляються: Обривом, коли провід розірваний, або нагрітий, струм по ньому проходити не буде. Коротким замиканням, що виникли через пошкодження ізоляції між витками входу і […]...
- Індукційна система Принцип дії індукційних приладів пояснимо на спрощеній схемі пристрою однофазного лічильника змінного струму. Основними елементами приладу є: трехстержневой електромагніт 1 з обмоткою 2, що має велике число витків з тонкого дроту; П-подібний електромагніт 3 з обмоткою 4, що має невелике число витків з товстого дроту; алюмінієвий диск 5, який може обертатися навколо осі 6. Обмотка […]...