358
ЭДС на вторичном проводе при токе в первичном проводе 3 А, длине проводников 1,7 м
Таблица 8.2
|
Диаметр первичного провода, мм |
Диаметр вторичного провода, мм |
Частота, Гц | ||||
|
500 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 | ||
|
0,5 |
6,5 |
10 мВ |
19 |
44 |
83 |
122 |
|
6,5 |
0,5 |
15 |
32 |
64 |
99 |
125 |
|
К2тр/к1тр |
1,5 |
1,68 |
1,45 |
1,08 |
1,025 | |
Пересчет ЭДС на вторичном проводе при токе в первичном проводе 1 А, длине проводников 1 м.
_Таблица 8.3
|
Диаметр первичного провода, мм |
Диаметр вторичного провода, мм |
Частота, Гц | ||||
|
500 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 | ||
|
0,5 |
6,5 |
2 мВ |
3,8 |
8,8 |
16,6 |
24,4 |
|
6,5 |
0,5 |
3 |
6,4 |
12,8 |
19,8 |
25 |
|
к2 ip/kiip |
1,5 |
1,68 |
1,45 |
1,08 |
1,025 | |
Таким образом, экспериментально подтверждается возможность и целесообразность введения в электротехнику представлений о взаимоиндукции проводников, на основе которых уже можно определять и взаимоиндукцию контуров, проведя соответствующее интегрирование.
8.3.3. Электрический трансформатор
Как известно, электрический трансформатор - это статическое устройство, предназначенное для преобразования величины переменных ЭДС и токов. Трансформатор состоит из нескольких электрически не соединенных и неподвижных друг относительно друга обмоток, связанных между собой путем электромагнитной индукции. Одна из обмоток является первичной, она присоединяется к внешнему источнику ЭДС, остальные обмотки являются вторичными, ЭДС в них возникает в результате пересечения их силовыми линиями магнитного поля, создаваемого током первичной обмотки. С вторичных обмоток преобразованное по величине напряжение передается потребителям энергии.
Трансформатор с железным сердечником вследствие значительного увеличения коэффициента связи между обмотками позволяет при
359
существенно меньших габаритах, чем трансформатор без сердечника, преобразовывать значительно большие мощности.
Расчет трансформатора основывается на законе Фарадея
е = -ррДдВ/dt, (8.146)
где е - эдс, возникающая на обмотке, намотанной на железном сердечнике, площадь поперечного сечения которого равна S и материал которого имеет относительную проницаемость р; dB/dt - скорость изменения магнитной индукции в сердечнике. Обычно расчет обмоток трансформаторов производится по другой формуле, вытекающей из закона Фарадея:
е= - 2npp0w2fl S / /, (8.147)
где е - ЭДС на обмотке, р - относительная магнитная проницаемость железного сердечника, ро - маггнитная проницаемость вакуума, w -количество витков обмотки, / - частота питающего напряжения или тока, I - амплитуда переменного тока, S - площадь сечения сердечника, / - средняя длина силовой линии магнитного потока в сердечнике.
Коэффициент трансформации к при ненасыщенном сердеченике при этом определяется как отношение числа витков вторичной обмотки \г, к числу витков первичной обмотки w2 (в некоторых справочниках он определен как обратная величина):
k = w\iw2 = U\iU2. (8.148)
Здесь U\ и U2 - напряжения на первичной и вторичной обмотках соответственно при отсутствии нагрузки на вторичной обмотке трансформатора (режим холостого хода).
При анализе принципа работы трансформатора возникает серия вопросов:
1. Каким образом энергия передается магнитным полем из
первичной обмотки во вторичную?
2. Какую роль играет железный сердечник для увеличения
коэффициента связи между первичной и вторичной обмотками?
3. Почему при снижении сопротивления нагрузки во вторичной обмотке и увеличении вследствие этого в ней тока растет соответственно ток в первичной обмотке, т.е. каков механизм влияния тока во вторичной обмотке на величину тока в первичной обмотке?
Ответ на первый вопрос принципиально рассмотрен выше при анализе электромагнитной взаимосвязи проводников. Электроны в