Трансформаторы, в зависимости от их вида, предназначены для преобразования тока и напряжения в электросети. Как они это делают? Разберем принцип работы в данной статье.
Физические процессы, на базе которых работает трансформатор
Электрическая энергия, находящаяся в электросети, используется ею для передачи информации, а также для механической работы. Данная энергия реализуется в магнитном и электрическом поле, которые тесно связаны между собой. Дело в том, что в металлах находится много свободных электронов, которые и придают этому материалу высокую проводимость. При прохождении металлического предмета через магнитное поле электроны внутри него перемещаются одновременно с ним. Благодаря этому и появляется электрический ток, создающий вокруг проводника магнитное поле.
Для примера рассмотрим одну условную ситуацию. Будем считать, что электрический ток I протекает в паре проводов 1 и 2. Предположим, что этот ток I является переменным. В этом случае есть возможность, что в паре проводов 3 и 4 появится ток или напряжение. Однако для этого должно выполняться одно условие, а именно – связь этих пар магнитным и/или электрическим полем. В результате получаются связанные контуры протекания тока, при этом они не соединены вместе.
Первая пара проводов находится в первичной цепи, а вторая – во вторичной. В большинстве случаев их изготавливают в виде обмоток. При этом условия для создания трансформатора тока и напряжения создаются благодаря соотношению количества витков в первичной и вторичной обмотках. Это влияет на корреляцию между напряжением и токами в обеих цепях.
Как сделать работу трансформатора более эффективной?
Электромагнитная энергия переходит из первичной обмотки во вторичную благодаря силовым линиям магнитного поля, которые пересекают витки вторичной обмотки. Для этого в конструкции трансформатора используют сердечник из электротехнической стали, т.к. он обладает значительно меньшим сопротивлением, чем воздух.
В результате с помощью первичной обмотки появляются силовые линии магнитного поля, проходящие через сердечник и взаимодействующие с вторичной обмоткой. Отчасти поэтому сердечник имеет еще одно название – магнитопровод.
Конструкция сердечника
Первые модели трансформаторов с сердечником имели значительные потери из-за вихревых токов. Их вызывало переменное магнитное поле во вторичной обмотке и сердечнике.
Избежать этого помогли изменения в конструкции сердечника. Теперь он выполняется из тонких пластин, которые изолированы по плоскости прилегания.
Читайте и другие статьи на нашем сайте cable.ru.
Если этот материал был для Вас полезным, поделитесь им в социальных сетях!
Также рекомендуем статью 10 СПОСОБОВ СНИЗИТЬ ПЛАТЕЖИ ЗА ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.
А для того, чтобы не пропустить выход новых статей, ставьте "лайк" и подписывайтесь на наш канал: Кабель.РФ: всё об электрике.