Найти в Дзене
Владимир Золотухин

Энергетические преобразования в трансформаторе

Процессы генерации и сворачивания магнитного поля сопровождаются отбором энергии из сети и последующим возвратом ее в сеть. Это есть режим холостого хода трансформатора. Из установившегося режима холостого хода следует обязательность равенства энергий преобразований: количество энергии, затраченное сетью на генерацию магнитного поля, равно количеству энергии, полученное сетью от его свертывания (п

Процессы генерации и сворачивания магнитного поля сопровождаются отбором энергии из сети и последующим возвратом ее в сеть. Это есть режим холостого хода трансформатора. Из установившегося режима холостого хода следует обязательность равенства энергий преобразований: количество энергии, затраченное сетью на генерацию магнитного поля, равно количеству энергии, полученное сетью от его свертывания (потери на перемагничивание магнитопровода учитывать не будем, в данном случае это не важно).

Процесс генерации магнитного поля сопровождается противодействием первичной цепи трансформатора источнику питания, нам это противодействие известно как «индуктивное сопротивление». При сворачивании магнитного поля на электронах первичной обмотки происходит «подхлестывание» электронов (идет возврат энергии в сеть), квалифицируемое в классической электротехнике как Э.Д.С. самоиндукции.

Появление тока во вторичной цепи трансформатора приводит к нарушению баланса энергий преобразований, т.к. часть своей энергии магнитное поле отдает электронам вторичной обмотки (в сеть вторичной обмотки). Недобор энергии при свертывании поля немедленно восполняется отбором соответствующего количества ее из питающей сети. Баланс энергий преобразований восстанавливается.

Таким образом, заменив лишенные какого-либо физического смысла понятия «возникновение» и «исчезновение» магнитного поля понятиями «генерация» (в первую четверть периода графика тока Im sin ωt) и «свертывание» (во второй четверти периода), мы описали принцип действия трансформатора, не изобретая новые поля и частицы. Мы лишь взглянули на давно известное под другим углом зрения. При этом выяснилось следующее:

1. Исчез парадокс трансформатора – теперь мы знаем, что магнитный поток сердечника трансформатора действительно не участвует в процессе передачи энергии от первичной обмотки к вторичной, переносчиком энергии является движущееся магнитное поле (волна) в пространстве окна магнитопровода.

2. Э.Д.С. во вторичной обмотке трансформатора создается хорошо известной силой Лоренца.

3. Никаких так называемых уравновешивающих Э.Д.С. (Э.Д.С. самоиндукции) в цепи переменного тока с индуктивностью нет.

Напомню классическую картинку (рис.3):

UL не существует, а вольтметр это доказывает, т.к. всегда показывает напряжение сети Uc, и его невозможно обвинить в необъективности.

При рассмотрении принципа работы трансформатора нам не пришлось прибегать к понятию «вихревое электрическое поле» за ненадобностью.