Трансформаторы — электрическая машина, преобразующая электрическую энергию.
Общяя информация
Все линии электропередач на сколько нам известно разного напряжения от нескольких сотен и до миллионов вольт. И главная особенность этого в том, что все они соединены между собой в одну огромною энергетическую систему. Но как так происходит что сети с разными величинами напряжений соединены вместе? Ответ довольно прост все объясняется использованием трансформаторов. Это статические электромагнитные устройства, которые преобразуют одну величину напряжения в другую, при неизменной частоте. Трансформаторы активно, массово используются в электроэнергетике.
Они встречаются на всем протяжении выработки, передачи и потребления электрической энергии. На электрических станциях применяют повышающие трансформаторы, которые повышают напряжение, с целью уменьшения потерь при передаче электрической энергии на дальние расстояния. На электрических подстанциях напряжение понижается в несколько этапов в зависимости от расстояния до потребителя. К самим потребителям поступает напряжение равное 0.4кВ то есть 380В линейного и 220В фазного напряжений.
Принцип действия всех трансформаторов связан с явлением электромагнитной индукции. Существуют трансформаторы лишь переменного тока, так как трансформаторов на постоянном токе попросту не существует. Любой трансформатор состоит как минимум из двух обмоток. Одна из которых первичная, а другая вторичная. Так же в конструкцию трансформатора входит магнитопровод, который выполнен из тонких листов электротехнической стали и служит для усиления магнитной связи между обмотками. У всех трансформаторов за исключением автотрансформаторов обмотки не имеют между собой электрической (гальванической) связи. Одна обмотка называется первичной – обмотка на которую подается напряжение от источника электрической энергии, а другая вторичная обмотка, к которой подключается потребитель. В трансформаторах могут быть несколько вторичных обмоток, эти трансформаторы называются многообмоточными. Так же вторичная обмотка может иметь несколько выводов, такие обмотки называют расщепленными.
Существуют повышающие и понижающие трансформаторы. Первые увеличивают значение напряжения, то есть напряжение на первичной обмотке меньше чем на вторичной, эту разновидность трансформатора как было уже сказано устанавливают на электростанциях. У понижающих трансформаторов напряжение на первичной обмотке всегда больше чем на вторичной, такой вид трансформаторов боле распространен и широко используются не только в промышленности, но и в быту. Главным показателем трансформатора, указывающим на вид трансформатора (повышающий-понижающий) является коэффициент трансформации выражается в отношении напряжений или количестве витков первичной обмотки к вторичной. Так если в первичной обмотке больше витков чем во вторичной, то трансформатор понижающий и наоборот.
Принцип действия
При подаче напряжения на первичную обмотку трансформатора, образуется ее магнитное поле, так как по обмотке протекает переменный ток, то и магнитное поле образуется переменное. Так как первичная и вторичная обмотки расположены в непосредственной близости друг от друга и имеют общий магнитопровод, то магнитное поле первичное обмотки пересекает витки вторичной обмотки с частотой равной частоте питающей сети и по закону электромагнитной индукции в ней индуцируется (наводится) переменная электро движущая сила, а при замыкании или подключения ко вторичной обмотке какого-нибудь потребителя, то по ней начнет протекать электрический ток.
Принцип действия автотрансформаторов схож с принципом обычного трансформатора, но с определенными оговорками, так как у этого вида трансформаторов обмотки имеют электрический контакт друг с другом. Такие трансформаторы имеют более высокий коэффициент полезного действия и в основном применяется при большие напряжениях и мощностях.
Кроме этих двух видов трансформаторов так же существуют специализированные трансформаторы: разделительные, сварочные, печные.
Разделительные применяются для обеспечения безопасной работы в различных особо опасных помещениях, они могут не изменять величину напряжения лишь только разделять электрическую цепь.
Сварочные трансформаторы – понижающие трансформаторы вторичная обмотка, которых рассчитана на ток короткого замыкания.
Изобретение трансформатора, стало великим и значимым событием в развитии электротехнической отрасли.
Трансформатор, будь то силовой или же измерительный трансформатор напряжения бесспорно является самой распространенной электрической машиной.
