4.1. Однофазные трансформаторы

Трансформатором называется статическое (т.е. без движущихся элементов) электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования величины одного переменного напряжения в напряжение другой величины той же частоты.

Преобразование величины напряжения осуществляется благодаря явлению электромагнитной индукции. Обмотка трансформатора, соединенная с источником переменного напряжения, называется первичной. Обмотка, к которой присоединяется приемник электроэнергии, называется вторичной.

Обмотки трансформатора не соединены между собой по постоянному току, поэтому напряжение на вторичной обмотке трансформатора появляется только при изменении величины напряжения в первичной обмотке. Это свойство трансформаторов позволяет использовать их для разделения постоянной и переменной составляющих напряжения. В частности трансформаторы используются для изоляции части электрической цепи по постоянному току от высокого переменного напряжения электрической сети.

Обмотки мощных трансформаторов для электротехнических систем обычно наматываются в пазах замкнутого (сердечника), набираемого из отдельных, изолированных друг от друга слоем лака, листов электротехнической стали. Относительная магнитная проницаемость электротехнической стали достигает 10000…20000. Обычно в пазах магнитопровода размещаются несколько катушек с обмотками.Принципиальная схема трансформатора приведена на рис.4.1.

Рис.4.1. Принципиальная схема трансформатора с измерительными приборами.

На рисунке изображен двухобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения U₁ .Напряжение подается через два предохранителя и рубильник К₁.При включении рубильника напряжениеU₁ подается на первичную обмотку трансформатора. При этом на вторичной обмотке трансформатора появляется напряжениеU₂. Во входной цепи трансформатора включены: вольтметр (V), амперметр (A) и ваттметр (W). Параллельно вторичной обмотке трансформатора включен вольтметр, измеряющий напряжениеU₂ и амперметр, измеряющий ток, протекающий через сопротивление нагрузкиΖн. При выкюченном рубильнике К2 выходная цепь трансформатора разомкнута и ток через сопротивление нагрузки не протекает ( режим холостого хода трансформатора).