Ацюковский В.А. Эфиродинамические основы электромагнетизма, 2-е изд. — М.:Энергоатомиздат, 2011. — 194 с. — ISBN 978-5-283-03317-4

В начало   <<<     Страница 116   >>>    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  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  178  179  180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194 

116

Пропускался ток величиной 3 А, использовались частоты от 500 до 4000 Гц, все измерения производились с помощью магнитоэлектрических приборов с термопарами. Результаты измерения сведены в табл. 4.2.

Как видно из таблицы 5.1, коэффициент взаимоиндукции проводников с разными диаметрами зависит от того, какой из них является первичным, а какой вторичным.

Э.д.с. на вторичном проводе при токе в первичном проводе 3 А, длине проводников 1,7 м

Таблица 5.1

Диаметр первичного провода, мм

Диаметр вторичного провода, мм

Частота, Гц

500

1000

2000

3000

4000

0,5

5

10 мВ

19

44

83

122

5

0,5

15

32

64

99

125

k2тр/k1тр

1,5

1,68

1,45

1,08

1,025

Таким образом, зависимость коэффициента взаимоиндукции проводов от соотношения их диаметров, хотя и на качественном уровне, подтверждена. Поскольку прямой пропорциональности коэффициента взаимоиндукции от величины диаметра первичного провода не прослеживается, подобные исследования должны быть продолжены с учетом влияния электродинамической (емкостной) составляющей наводки.

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.

5.2. 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 вторич-

Физическая сущность электромагнитных взаимодействий 117

ными, 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 существенно меньших габаритах, чем трансформатор без сердечника, преобразовывать значительно большие мощности.

Расчет трансформатора основывается на законе Фарадея

Е = - µµ SдB / д t, (531)

где е — эдс, возникающая на обмотке, намотанной на железном сердечнике, площадь поперечного сечения которого равна S и материал которого имеет относительную проницаемость µ; дB/дt — скорость изменения магнитной индукции в сердечнике. Обычно расчет обмоток трансформаторов производится по другой формуле, вытекающей из закона Фарадея:

2 (5.32)

е = — 2π µµ0w f I S / l ,

где е — ЭДС на обмотке, µ — относительная магнитная проницаемость железного сердечника, µ0 — маггнитная проницаемость вакуума, w — количество витков обмотки, f — частота питающего напряжения или тока, I — амплитуда переменного тока, S — площадь сечения сердечника, l — средняя длина силовой линии магнитного потока в сердечнике.

Коэффициент трансформации k при ненасыщенном сердеченике при этом определяется как отношение числа витков вторичной обмотки w1 к числу витков первичной обмотки w2 (в некоторых справочниках он определен как обратная величина):

k = w 1/w2 = U1/U2. (5.33)

Здесь U 1 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:



Hosted by uCoz