“Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники”

Кафедра защиты информации

РЕФЕРАТ

на тему:

«Трансформаторы: уравнение обмотки, рабочие режимы, холостой ход, конструкция, магнитные материалы, электрические провода и изоляция»

МИНСК, 2009

Формула трансформатора. ЭДС. Уравнение равновесия для первичной обмотки

 

Рисунок 1 - Трансформатор

U1(t)= U1msin(ω1t)                                                                 (1)

ω1=2πf                                                                         (2)

Считаем, вторичная обмотка разомкнута (нет нагрузки). На первичную действует U1(t). В цепи возникает ток:

U1(t)=U1 => i10 => F10= i10* W1 => H10=F10/lср => В10 =μ* H10 (электромагнитная индукция). => Qc* В10 = Ф10 => ψ= W1* Ф10 => Ф10S => ψ=W1* Ф10, где Ф10 – магнитный поток; Ф10S – поток рассеивания.

Изменяющийся во времени магнитный поток приводит к возникновению ЭДС

=> = -W1* = e10(t)                                              (3)

=>-W1*= e10(t):                                                         (4)

должны уравновешиваться.

Пока не будет уравновешено, этот процесс будет продолжаться. Приведенная зависимость электрических и магнитных процессов соответствует линейному режиму работы магнитопровода. В реальных трансформаторах такой режим является лишь приближением к реальности. В реальных трансформаторах необходимо считаться с неравенством «0» падения напряжения на сопротивлении проводов. В первичной обмотке трансформатора при i10 падение напряжения = r1*i10. В установившемся режиме для цепи первичной обмотки трансформатора справедливо уравнение равновесия:

U1(t) + e10(t) + e10S(t)= i10(t)*r1                                                        (5)

U1(t)= -e10(t) - e10S(t) + i10(t)*r1                                                        (6)

Этому уравнению можно поставит в соответствие:

                                                             (7)

Рассмотрим режим, соответствующий отсутствию тока во вторичной обмотке. В этом случае все магнитные процессы определяются только электрическими процессами в первичной обмотке => e20(t) – в режиме ХХ.

                                                                   (8)

                                                                      (9)

n – коэффициент трансформации.

Т.к. U1(t) – синусоидально, то и отклик в виде ЭДС, и падение напряжения, и Ф10 также изменются по гармоническому закону.

Ф10(t)= Ф10m*sin(ωt)                                                              (10)

=-W1Ф10m(2πf)cos(ωt)=

=|cos(ωt)=-sin(ωt-π/2)|=2πfW1Ф10msin(ωt-π/2)                               (11)

E10m=2πfW1 Ф10m                                                                   (12)

E10= E10m/                                                                                   (13)

E10=√2*πfW1 Ф10m                                                                          (14)

E10=4,44*f*W1* Ф10m                                                             (15)

Формула трансформатора ЭДС

U1(t)≈-e10(t)                                                                            (16)

n= E10/ E20≈ U1/ U2                                                                          (17)

Режим ХХ трансформатора

Режим ХХ трансформатора рассмотрим на практическом режиме отключения нагрузки. ............