Принцип действия трансформатора

При подключении первичной обмотки на напряжение u₁в обмотке возникает переменный ток i₁, который создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф₁. Этот магнитный поток замыкается по магнитопроводу, пересекает витки W₁ иW₂обмоток и по закону Фарадея наводит в них ЭДС (Е₁ и Е₂). Так как вторичная обмотка замкнута, то в ней возникает переменный ток i₂, который создает переменный магнитный поток Ф₂.

В теории трансформатора доказывается, что Ф₁ и Ф₂направлены навстречу друг другу. Поэтому результирующий магнитный поток в сердечнике:

Ф = Ф₁ – Ф₂. (11.1)

Этот результирующий магнитный поток обуславливает возникновение действующих значений ЭДС в первичной и вторичной обмотках.

Действующие значения определяются по формулам:

E₁ = 4,44∙ƒ∙W₁∙Ф_m, ( 11.2)

Е₂ = 4,44∙ƒ∙W₂∙Ф_m, (11.3)

где ƒ– частота переменного тока, Ф_m – амплитудное значение результирующего магнитного потока в сердечнике.

Вывод формулы (11.2).

Допустим, что Ф = Ф_мcosωt. (11.4)

По закону электромагнитной индукции:

, (11.5)

где – потокосцепление первичной обмотки.

; (11.6) ; (11.7)

; (11.8)

; (11.9)

. (11.10)

Сравнивая выражения 11.4 и 11.10 заключаем, что ЭДС отстает от магнитного потока на (рис. 11.2).

–

Рис. 11.2. График и векторная диаграмма магнитного потока и ЭДС

, (11.11)

где Е_1М – амплитудное значение ЭДС в первичной обмотке.