электрический трансформатор это:

электрический трансформатор
электри́ческий трансформа́тор
электрический машина, не имеющая подвижных частей и преобразующая переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. В простейшем случае состоит из магнитопровода (сердечника) и расположенных на нём двух обмоток — первичной и вторичной. Преобразуемый ток подаётся в первичную обмотку; возникающий при этом в сердечнике переменный магнитный поток наводит во вторичной обмотке эдс взаимоиндукции. Отношение напряжений в обмотках равно отношению числа витков в них. Основные типы электрических трансформаторов — силовые, измерительные, импульсные. Мощность от долей В·А до сотен MB·А.
* * *
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР
ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМА́ТОР, статическое (не имеющее подвижных частей) устройство для преобразования переменного напряжения по величине. Принцип действия электрического трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции (см. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ).
Трансформатор состоит из одной первичной обмотки, одной или нескольких вторичных обмоток и ферромагнитного сердечника (магнитопровода), обычно замкнутой формы.
Простейший трансформатор представляет собой сердечник, на который надеты две обмотки (катушки). Концы одной из этих обмоток подключаются к источнику переменного тока с напряжением U1, к концам второй обмотки подключается нагрузка, и на концах второй обмотки создается переменное напряжение U2, отличающееся от U1. Обмотка, подключенная к источнику тока, является первичной, а обмотка, подключенная к нагрузке, — вторичной. Если вторичная обмотка трансформатора разомкнута, а на первичную обмотку подается переменное синусоидальное напряжение, то трансформатор работает в режиме холостого хода (см. ХОЛОСТОЙ ХОД).
Первичную обмотку трансформатора можно считать катушкой индуктивности L, обладающую сопротивлением R, (так как каждый элемент обмотки обладает одновременно индуктивностью и сопротивлением). Амплитудные значения поданного на первичную обмотку напряжения U1 в общем случае связаны с напряжениями на R и L соотношением:
U1 равняется корню квадратному из (UR2 + UL2).
Непосредственно измерить UR и UL невозможно. Если число витков в первичной катушке равно n1, а ЭДС самоиндукции в одном витке рана е, то мгновенное значение ЭДС в первичной катушке равно:
x = е n1
Напряжение на индуктивности UL в каждый момент времени компенсирует возникающую в первичной обмотке электродвижущую силу ЭДС самоиндукции (см. САМОИНДУКЦИЯ) x1, т. е. UL = — x1.
Напряжение на индуктивности UL будет тем ближе подаваемому на вход напряжению U1, чем больше будет индуктивное сопротивление первичной обмотки по сравнению с ее активным сопротивлением R. Такое соотношение обеспечивается использованием сердечника, изготовленного из материала, обладающего высокой магнитной проницаемостью, что приводит к многократному увеличению индуктивности, и у таких трансформаторов U1» UL. Поэтому практически можно считать, что U1 = — x1.
Ток первичной обмотки создает магнитный поток, который пронизывает вторичную обмотку, при этом индуцируемая в каждом витке вторичной обмотки ЭДС по величине будет равна ЭДС каждого витка первичной обмотки. Если число витков во вторичной обмотке равно n2, а ЭДС самоиндукции в одном витке рана е, то мгновенное значение ЭДС во вторичной катушке будет равно:
x2 = еn2.
Индуцируемые в первичной и вторичной обмотках трансформатора ЭДС равны: x1 = x2. Следовательно, отношение электродвижущих сил в первичной и вторичной обмотках будет равно отношению числа витков в них:
x1/ x2 = n1/ n2.
Таким образом, на выходе вторичной обмотки возникает напряжение, равное индуцируемой в ней ЭДС: U2 = x2.
Напряжение U2 на выходе трансформатора на холостом ходу будет прямо пропорционально величине напряжения U1 :
U2 » (n2/ n1).U1. Напряжения U1 и U2 находятся в противофазе.
Отношение ЭДС, наводимых основным магнитным потоком в первичной и вторичной обмотках электрического трансформатора, называется коэффициентом трансформации К.
На практике коэффициент трансформации определяют как отношение номинального напряжения, подводимого к первичной обмотке, к напряжению на разомкнутой вторичной обмотке; при этом погрешностью, возникающей из-за различия между ЭДС и напряжением на первичной обмотке, пренебрегают.
U1/U2 = x1/ x2 = n1/ n2= К
Если напряжение источника больше, чем напряжение на вторичной обмотке U1>U2, К>1, то трансформатор называется понижающим, если U12, К<1, то трансформатор называется повышающим.
При подключении к вторичной обмотке нагрузки, в ее цепи появляется ток I2, и напряжение U2 уже не будет равно ЭДС x2, а будет меньше, при этом возрастет ток в первичной обмотке I1, т. е. возрастет мощность, отбираемая трансформатором из цепи. Если на холостом ходе трансформатор представляет собой чисто индуктивное сопротивление, то по мере увеличения нагрузки трансформатора, т. е. тока во вторичной цепи, характер сопротивления трансформатора становится все ближе к активному.
Обычно трансформаторы рассчитывают таким образом, чтобы при нормальной нагрузке, когда током холостого хода можно пренебречь по сравнению с рабочим током, токи в первичной и вторичной обмотках были бы приблизительно обратно пропорциональны соответствующим напряжениям.
В реальных трансформаторах всегда имеются потери энергии, связанные с выделением джоулевой теплоты в обмотках, с токами Фуко (см. ВИХРЕВЫЕ ТОКИ), с работой перемагничивания, обусловленной гистерезисом в сердечнике, с рассеянием магнитного потока. Поэтому трансформаторы характеризую коэффициентом полезного действия К.п.д. Коэффициентом полезного действия трансформатора называют отношение мощности, потребляемой в цепи вторичной обмотки, к мощности, отбираемой из сети. К.п.д. современных трансформаторов высокий, его значения лежат в пределах 95—99,5%.
История трансформатора, как и большинства других электротехнических приборов, начинается с открытия явления электромагнитной индукции М. Фарадеем (см. ФАРАДЕЙ Майкл). Его кольцо индуктивности и было первым трансформатором, но использовал он его только для демонстрации опытов. В 1870-е — 1880-е гг. несколько ученых из разных стран представляли свои модели трансформаторов, в т. ч. П. Н. Яблочков (см. ЯБЛОЧКОВ Павел Николаевич). В 1881 компания «Вестингауз электрик» приобрела патент на трансформатор, разработанный Л. Голардом (Gaulard) и Дж. Д. Гиббсом (Gibbs). В дальнейшем компания разработала несколько моделей. Несколько моделей было разработано Н. Тесла (см. ТЕСЛА Никола). Дальнейшее развитие трансформатора заключалось в совершенствовании конструкции, увеличении мощности и К.п.д., улучшении изоляции обмоток. В настоящее время существует множество типов электрических трансформаторов, получивших распространение в различных областях техники.
В некоторых случаях вторичной обмоткой трансформатора служит часть первичной обмотки (или наоборот); такие электрические трансформаторы называются автотрансформаторами (см. АВТОТРАНСФОРМАТОР).
Основным видом электрических трансформаторов являются силовые трансформаторы. Они служат для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях энергетических систем, в радиотехнических устройствах, системах автоматики и др. и работают при постоянном действующем значении напряжения. Среди силовых трансформаторов наиболее распространены двухобмоточные силовые трансформаторы, устанавливаемые на линиях электропередачи (ЛЭП). Такие трансформаторы повышают напряжение тока, вырабатываемого генераторами электростанций, а в местах потребления электроэнергии при помощи силовых трансформаторов высокое напряжение преобразуют в низкое (220 в, 380 в и др.). Мощные силовые электрические трансформаторы имеют К.п.д. 98—99%. Их обмотки изготавливают, как правило, из меди, магнитопроводы — из листов холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,5—0,35 мм, имеющей высокую магнитную проницаемость и малые потери на гистерезис и вихревые токи.
Силовой трансформатор по конструкции может быть масляным и сухим. В масляных трансформаторах магнитопровод и обмотки помещают в бак, заполненный минеральным маслом, которое используется для изоляции и охлаждения обмоток. Среди сухих силовых электрических трансформаторов обширный класс составляют трансформаторы малой мощности с большим числом вторичных обмоток (многообмоточные); их часто применяют в радиотехнических устройствах и системах автоматики. Иногда два или более трансформатора включают последовательно, формируя каскадный трансформатор. В ряде случаев используют трансформаторы с регулированием под нагрузкой.
Помимо силовых, существуют различные типы трансформаторов, предназначенных для измерения больших напряжений и токов — измерительные трансформаторы, к которым относятся трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Их принцип действия заключается в том, что на первичную обмотку воздействует измеряемый ток или напряжение, а вторичная, понижающая, включена на измерительные приборы и реле защиты. Измерительные трансформаторы применяют главным образом в распределительных устройствах и в цепях переменного тока высокого напряжения для безопасных измерений силы тока, напряжения, мощности, энергии.
Отсасывающие трансформаторы являются специализированными трансформаторами, предназначенными для уменьшения влияния электромагнитного поля однофазного переменного тока, протекающего по проводам контактной сети, на воздушные и кабельные линии связи, металлические трубопроводы и другие коммуникации, находящиеся вблизи электрифицированных железных дорог.
Пик-трансформатор преобразует напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью. Используется как генератор импульсов главным образом в исследовательских установках высокого напряжения, а также в устройствах автоматики.
Импульсный трансформатор, это трансформатор с ферромагнитным сердечником, применяемый для преобразования импульсов электрического тока или напряжения. В радиолокации, импульсной радиосвязи, автоматике и вычислительной технике служит для согласования источника импульсов с нагрузкой, изменения полярности импульсов, разделения электрических цепей по постоянному и переменному току, сложения сигналов, поджигания импульсных ламп и т. д.

Энциклопедический словарь. 2009.

Смотреть что такое "электрический трансформатор" в других словарях:

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР — электрическая машина, не имеющая подвижных частей и преобразующая переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. В простейшем случае состоит из магнитопровода (сердечника) и расположенных на нем двух обмоток первичной и… …   Большой Энциклопедический словарь

  • электрический трансформатор — [electric transformer] статическое (не имеющее подвижных частей) устройство для преобразования переменного напряжения по величине. В основе действия электрического трансформатора лежит явление электромагнитной индукции. Электрический… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • Трансформатор (значения) — Трансформатор (от лат. transformare «превращать, преобразовывать»): Электрический трансформатор  индуктивное устройство для преобразования электрического тока Автотрансформатор Резонансный трансформатор Строчный трансформатор… …   Википедия

  • Трансформатор силовой —         электрический трансформатор, служащий для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях энергетических систем, в радиотехнических устройствах, системах автоматики и др. и работающий при постоянном действующем значении… …   Большая советская энциклопедия

  • ТРАНСФОРМАТОР — (от лат. transformo преобразую) устройство для преобразования каких либо существенных свойств энергии (напр., электрический трансформатор, гидротрансформатор) или объектов (напр., фототрансформатор) …   Большой Энциклопедический словарь

  • трансформатор — а; м. [от лат. transformare превращать, преобразовывать] 1. Устройство для повышения или понижения напряжения электрического тока. Электрический т. Повышающий, понижающий т. 2. Преобразователь чего л. из одного вида, состояния в другой вид или… …   Энциклопедический словарь

  • трансформатор напряжения — [voltage transformer] измерительный электрический трансформатор для преобразования высокого напряжения в низкое в целях измерения и контроля. Трансформаторы напряжения подразделяют на трансформаторы переменного напряжения (обычно их называют… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • трансформатор тока — [current transformer] измерительный электрический трансформатор для измерения и контроля больших токов с использованием стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля. Одновремено трансформаторы тока служат… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • Трансформатор — [transformer] (от лат. transformo преобразую) устройство для преобразования каких либо существенных свойств энергии. Наиболее распространены электрические трансформаторы и гидротрансформаторы, представляющие устройства для изменения (заданным… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • Трансформатор Теслы — Разряды с провода на терминале Трансформатор Тесла, также катушка Теслы (англ. Tesla coil)  единственное из изобретений Николы Тесла, носящих его имя сегодня. Это классический резонансный трансформатор, производящий выс …   Википедия

Книги

  • Трансформатор, Jesse Russell. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. Внимание! Книга представляет собой набор материалов из Википедии и/или других online-источников.High… Подробнее  Купить за 1125 руб
  • Общая эфиродинамика, Ацюковский В. А.. На основе представлений об эфире как о реальном вязком и сжимаемом газе дана эфиродинамическая интерпретация основных структур вещества и механизмов физических полей взаимодействий.… Подробнее  Купить за 568 руб
  • Начала эфиродинамического естествознания, Ацюковский В. А.. В книге в первой части рассмотрены некоторые положения эфиродинамических основ электромагнетизма и электромагнитных явлений, во второй части – эфиродинамические основы оптических явлений.Для… Подробнее  Купить за 400 руб
Другие книги по запросу «электрический трансформатор» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»