Слаботочка Книги

1 [2] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104

Дроссели широко применяются в выпрямительных устройствах. Они используются в качестве нерегулируемых индуктивных сопротивлений в схемах стабилизации переменного напряжения (реактивные катушки) и в качестве элементов сглаживающих фильтров (сглаживающие дроссели). Регулируемые индуктивные сопротивления (дроссели насыщения) применяются в схемах стабилизации и регулирования переменного и выпрямленного напряжения.

1-2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ХОЛОСТОМ ХОДЕ И ПОД НАГРУЗКОЙ

Рассмотрим работу простейшего трансформатора, принципиальная схема которого приведена на рис. 1-1. Трансформатор состоит из замкнутого сердечника (магнитопровода), изготовленного из ферромагнитного материала (обычно из трансформаторной стали), и двух обмоток, которые в общем случае имеют различные

Рис. 1-1. Схема простейшего трансформатора.

Рис. 1-2. Холостой ход трансформатора.

числа витков изолированного провода. Обмотка трансформатора, подключаемая к источнику переменного тока, носит название первичной; обмотка, соединяемая с нагрузкой, называется вторичной.

Участки магнитопровода, на которых размещаются обмотки, называют стержнями (цифры 1 и 2); остальные участки того же магнитопровода, обозначенные цифрами 3 и 4, называют ярмами.

Допустим вначале, что вторичная обмотка трансформатора разомкнута (рис. 1-2). Это будет соответствовать режиму работы, называемому холостым ходом. 12

При подключении первичной обмотки к источнику электрической энергии с напряжением f/, через первичную обмотку трансформатора проходит переменный ток /о, который называют током холостого хода; в магнитопроводе трансформатора при этом возникает переменный магнитный поток Фо, который, замыкаясь вдоль магнитопровода, пронизывает одновременно первичную и вторичную обмотки. В результате этого в обеих обмотках наводятся э. д. с, действующие значения которых (при синусоидальной форме кривой питающего напряжения) будут на основе закона электромагнитной индукции равны:

£,=4,44 fш,Фмaкo 10- в; . (1-1)

£2 = 4,44 fШ2Фмaкo 10- 8, (1-2)

где f - частота источника переменного тока; Wx, W2 - числа витков обмоток; Фмакс - максимальная величина магнитного потока.

Из выражений (1-1) и (1-2) видно, что величина э. д. с, индуктируемая в обмотках, пропорциональна частоте, числу витков и максимальной величине магнитного потока, пронизывающего эти обмотки. Так как величины f и Фмако имеют одно и то же значение для обеих обмоток, то индуктируемые в них э. д. с. прямо пропорциональны числам витков этих обмоток. Изменяя число витков вторичной обмотки, можно изменять и величину индуктируемой в ней э. д. с. (£2)-

Разделив (1-1) на (1-2), получим:

где кт: называют коэффициентом трансформации.

До сих пор мы рассматривали идеальный трансформатор, т.е. трансформатор,в котором отсутствуют какие-либо внутренние падения напряжения и потери энергии.

В реальном трансформаторе ток холостого хода состоит из двух составляющих: активной и реактивной.

-Активная составляющая тока холостого хода /оа обусловлена потерями энергии на вихревые токи и на циклическое перемагничивание (гистерезис). Реактивная (намагничивающая) составляющая тока холостого хода

/ор создает в сердечнике трансформатора магнитный поток Фо.

Первичная обмотка реального трансформатора имеет конечное значение активного сопротивления п, и поэтому при прохождении по обмотке тока холостого хода создается активное падение напряжения:

1оГ1=-Еа,*. (1-4)

При прохождении тока по первичной обмотке создается не только основной магнитный поток (Фо), замыкающийся по магнитопроводу, но и магнитный поток рассеяния (ФрО, замыкающийся в основном по воздуху (см. рис. 1-2). Этот поток индуктирует в первичной обмотке э. д. с. рассеяния

Ер,= -1 хЛ (1-5)

где Xi - индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки.

Таким образом, в замкнутом контуре, образованном источником напряжения и первичной обмоткой трансформатора, действуют: приложенное напряжение Uu э. д. с. El, наводимая главным магнитным потоком Фо, и э. д. с. рассеяния fpi, наводимая потоком рассеяния Фрь Кроме того, в этом же контуре имеет место падение напряжения /о? ] в активном сопротивлении первичной обмотки.

На основании закона равновесия э. д. с. приложенное напряжение Ui должно уравновешиваться геометрической суммой Ей Eai и Ери т. е.

и,+ (ЕН-Еа, + Ер,)=0. (1-6)

Подставляя в (1-6) значения fai и £pi из (1-4) и (1-5), получим:

U,= -Ei + Ior, + IoXi. (1-7)

При холостом ходе можно без существенной погрешности пренебречь величинами активного и реактивного

* Знак минус IB правой части уравнений *(1-4) и i(l-5) поставлен потому, что, как известно из курса электротехшки, э. д. с. я обусловленное ею падение напряжения всегда противоположны по знаку.

1 [2] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104