Как работает трансформатор

Опубликовано 27.08.2011 Ведущий Евгений Глазков

Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной системы переменного тока в другую систему переменного тока. В общем случае вторичная система переменного тока может отличаться любыми параметрами: величиной напряжения и тока, числом фаз, формой кривой напряжения, частотой.
Наибольшее применение в электротехнических установках, а также в энергетических системах передачи и распределения электроэнергии имеют силовые трансформаторы, посредством которых изменяют величину переменного напряжения и тока. При этом число фаз, форма кривой напряжения и частота остаются неизменными.
Простейший силовой трансформатор состоит из магнитопровода, то есть сердечника, выполненного из ферромагнитного материала и двух обмоток, расположенных на стержнях магнитопровода. Одна из обмоток присоединена к источнику переменного тока на напряжение U 1, эту обмотку называют первичной. К другой обмотке подключен потребитель Z н, эту обмотку называют вторичной.
Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток i 1, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь на магнитопроводе, этот поток сцепляется с обеими обмотками (первичной и вторичной) и индуктирует в них э. д. с.
При подключении нагрузки Z н к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием Э.Д.С. е2 в цепи этой обмотки создается ток i 2 , а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение U 2. В повышающих трансформаторах U 2 > U 1, а в понижающих наоборот U 2< U 1.
Э.Д.С. е1 и е2, отличаются друг от друга числом витков обмоток, в которых они наводятся. Поэтому, применяя обмотки с требуемым соотношением витков, можно изготовить трансформатор на любое отношение напряжений.
Обмотку трансформатора, подключенную к сети с более высоким напряжением, называют обмоткой высшего напряжения; обмотку, присоединенную к сети меньшего напряжения, — обмоткой низшего напряжения. Трансформаторы обладают свойством обратимости, т. е. один и тот же трансформатор можно использовать в качестве повышающего и понижающего. Но обычно трансформатор имеет определенное назначение: либо он является повышающим, либо понижающим.