Анализ эквивалентной схемы линейного трансформатора с апериодическими нагрузками

Реальные линейные трансформаторы применяются:

- для гальванической развязки электрических цепей;

- для передачи энергии с преобразованием величин тока или напряжения;

- для передачи сигналов в усилителях или автогенераторах;

- для согласования сопротивлений.

Эквивалентная схема линейного трансформатора с двумя обмотками для гармонического режима приведена на рис. 5.3.

Рис.5.3

На схеме (рис. 5.3) обозначены комплексные действующие значения токов и напряжений. В соответствии со вторым законом Кирхгофа система уравнений для контуров имеет вид:

На одной клемме вторичной обмотки трансформатора напряжений будет в фазе, а на другой – в противофазе в сравнении со входным напряжением. Это следует из того, что ток первичной обмотки отстает от входного напряжения на p/2, а затем ± p/2, в зависимости от рассматриваемой клеммы, дает сопротивление связи ± jwM.

В режиме холостого хода из выражений (5.11), (5.12) можно получить полезное соотношение, называемое током намагничивания и выражение для расчета по результатам измерений взаимной индуктивности:

;

.

С энергетической точки зрения не имеет значения, какой вариант включения рассматривается. Для, например, встречного включения коэффициенты передачи по току и напряжению трансформатора из схемы (5.11), (5.12) записываются в виде

, (5.13)

. (5.14)

Из выражений (5.13), (5.14) следует, что коэффициенты передачи трансформаторов зависят от большого числа факторов, что следует учитывать при проектировании реальных трансформаторов, например, для источников питания.

Согласующие трансформаторы проектируют с большим значением индуктивности первичной обмотки и минимальными потерями.

Выражения (5.13), (5.14) при условии ® Ґ; = 0; = 0; = 1 преобразуются к виду

Такой идеализированный трансформатор называется «идеальным» и передает всю мощность из первичной обмотки во вторичную, т.е. P₁ = P₂ или

(5.17)

где - сопротивление источника сигнала в первичном контуре, а - сопротивление нагрузки во вторичном контуре.