072916_1135_1.png

Принцип действия и устройство трансформатора

 

(Первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка трансформатора)

    Переменный ток отличается от постоянного  тока относительно легким изменением его силы. Этому способствуют  устройства, которые и преобразуют одно напряжение переменного тока в  переменный ток большего или меньшего напряжения.

Это устройство называется словом, произошедшим от латинского «transformo», что означает «преобразую». Это электрические трансформаторы. Благодаря возможности понижать и повышать напряжение трансформаторы нашли применение в быту  и в промышленности.

Трансформатор состоит из обмоток (катушек), которые намотаны изолированным проводом на каркас. Они размещаются на магнитопроводе, который состоит из тонких пластинок, изготовленных из специальной стали.


Переменный ток, протекающий по одной из обмоток, создает вокруг обмотки и в магнитопроводе переменное магнитное поле, пересекающее витки другой обмотки. В ней возбуждается электродвижущая сила. Первая обмотка называется первичной обмоткой, вторая – вторичной.

Если подсоединить к выводам вторичной обмотки обыкновенную лампу, то цепь замыкается и по цепи потечет переменный ток. Получается, что без непосредственного  соединения, электроэнергия передается из одной обмотки в другую лишь за счет переменного магнитного поля, которое их связывает.

Равное число витков на обмотках дает одинаковое напряжение на двух обмотках. Естественно, если количество витков на первой обмотке меньше, чем на второй обмотке, то напряжение навторичной обмотке будет выше. Этот трансформатор является повышающим. Для понижающего трансформатора количество витков на вторичной обмотке меньше, чем напервичной обмотке. Обмотка, имеющая большее напряжение,  имеет обозначение ВН и называется обмоткой высшего напряжения. Соответственно, для другой обмотки название и обозначение будет обмотка низшего напряжения и НН. Такая конструкция получила наибольшее распространение. Здесь на лицо простота изоляции обмоток, несложность ремонта, возможность иметь охлаждение.

Для трансформатора трехобмоточного на магнитопровод помещают три обмотки, каждая из которых изолирована от двух других. Этим создается возможность создавать на выходе разное напряжение и питать разные приемники. Помимо высшего и нижнего напряжения, на трансформаторе можно иметь обмотку со средним напряжением, обозначение которой СН.

Обмотки трансформатора имеют преимущественно цилиндрическую форму. Они выполняются из медного провода для малых токов,  и из медных шин или провода  – для токов большой величины. Сечение при этом имеет прямоугольную форму. Расположение обмоток на магнитопроводе зависит от напряжения: обмотка низшего напряжения располагается ближе, так как ее более легко изолировать. Для изоляции этой обмотки от стержня используют прокладку из изолирующего материала. Такая же прослойка помещается между обмотками различных напряжений.

Поперечное сечение стержня магнитопровода при цилиндрических обмотках в основном имеет круглую форму, для уменьшения количества немагнитных участков, что влияет на длину витков обмотки, следовательно, и массу меди, которая используется для заданного стержня.

Обычно магнитопровод набирается из тончайших листов,  на изготовление которых идет электротехническая сталь с пятипроцентным содержанием кремния. Толщина листов выбирается с учетом получения сравнительно небольших потерь, которые возникают  от индуктированных вихревых токов. Использование листов создает трудности в получении стержней круглого сечения: необходимо множество штампов для получения листов различной ширины. Легче, оказалось, изготовить стержень, имеющий многоступенчатое поперечное сечение. Количество ступеней может быть от 15 до 17 штук, что определяется количеством углов, входящих в четверть круга. Часть, которая служит соединением  стержней, называемая ярмом  трансформатора, имеет ступенчатое сечение.

Для трансформаторов малой мощности выполнить обмотки проще, так как требуется провод небольшого сечения. Магнитопривод в этом случае имеет прямоугольное сечение.