skanuj0001

2

1. WSTĘP

/

/

r

s

Na rys. 1. pokazano ogólną

budowę transformatora. Transformator składa się z rdzenia (1) składanego ze specjalnych blach o grubości 0,35 mm pokrytych specjalnym lakierem izolacyjnym oraz z uzwojeń: pierwotnego (2) o ilości zwojów wi zasilanego z sieci prądu przemiennego oraz wtórnego (3) o ilości zwojów w₂. do którego przyłącza się odbiorniki.

Rys. 1. Budowa transformatora

2. ZASADA DZIAŁANIA TRANSFORMATORA IDEALNEGO

Transformator idealny - transformator, który spełnia następujące warunki:

1.    Nic występują w nim straty mocy, a mianowicie straty w rdzeniu (APf_c = 0) oraz straty w uzwojeniach (A?u = 0). Założenie braku strat w uzwojeniach jest równoznaczne z założeniem, że rezystancje uzwojeń Ri i R₂ są równe zeru.

2.    Nie występuje w nim zjawisko rozproszenia magnetycznego. Oznacza to, że strumień magnetyczny w całości przenika (jest skojarzony) przez obydwa uzwojenia transformatora.

magnetyczny, który zamyka się w rdzeniu przenikając przez obydwa uzwojenia. Mówiąc inaczej, uzwojenia skojarzone są ze sobą magnetycznie. Strumień indukuje w uzwojeniach siły elektromotory czne zwane siłami elektromotorycznymi transformacji.

Jeżeli napięcie przyłożone do zacisków uzwojenia pierwotnego ma przebieg sinusoidalny, to siła elektromotoryczna indukowana ma również przebieg sinusoidalny, tj.

Płynący przez uzwojenie pierwotne prąd przemienny wytwarza zmienny strumień

U\ + <?| = 0

Z drugiej strony wiadomo, że

skąd U\ - — ej, co oznacza, że siła elektromotoryczna jest przesunięta w stosunku do napięcia o kąt n. Silę elektromotoryczną ei można wyrazić

d\j/

gdzie: lf/ = WjO - strumień skojarzony z uzwojeniem pierwotnym

z powyższych zależności mamy

d$>

skąd

Zakładając, że t/j = yp2U\ sin COt , po podstawieniu otrzymamy

albo

I—    rt    yfzU i

O = v2C/j L sin cotdt =-- sin

^U    W\CO

/

n

cot + — 2

a

<t> = sin| wt + —

Oznacza to, że strumień magnetyczny jest przesunięty (opóźniony) w stosunku do napięcia o kąt przesunięcia fazowego równy n/2.

Ze wzoru widać, że

^ 4iu_v e, o_/n =—^L=—^L

WjftJ W]CO

skąd

co

^E' ⁼ S^w'*^m

2n

71

^W1 f&m

4,44 Wif$_m

Powyższa zależność określa wartość skuteczną siły elektromotorycznej indukowanej w uzwojeniu pierwotnym. Zależy ona od liczby zwojów (wj, częstotliwości (f) oraz wartości maksymalnej strumienia magnetycznego (d>_m).

Jeżeli odwrócimy rolę uzwojeń i uzwojenie wtórne zasilimy z sieci, to analogicznie można obliczyć wartość skuteczną siły elektromotorycznej indukowanej w uzwojeniu wtórnym. Wynosi ona

E₂ = 4,44■ w₂

Zależy ona również od liczby zwojów (w₂), częstotliwości (f) oraz wartości maksymalnej strumienia

Stosunek:

_& =    _ ZL « ^10

E₂ ^w2 U 20

nazywamy przekładnią transformatora. U|_U i U₂» stanowią napięcia na zaciskach transfonnatora w stanie jałowym.

W pracy transformatora można wyróżnić następujące charakterystyczne stany pracy: stan jałowy, stan obciążenia i stan zwarcia.

3. STAN JAŁOWY

Transformator pracuje w stanie jałowym, gdy uzwojenie pierwotne zasilane jest z sieci, a do uzwojenia wtórnego nie jest przyłączony odbiornik. Chcąc poznać pracę transformatora w stanie jałowym przeprowadza się badania w układzie pokazanym na rys. 2.

Rys 2. Schemat połączeń do badania stanu jałowego transformatora