|
В нагруженном трансформаторе (см. рис. 162, α) основной поток Ф - это результат наложения тех частей потоков, создаваемых токами i1 и i2, которые замыкаются по магнитопроводу. Небольшая часть потоков, создаваемых токами i1 и i2, замыкается вокруг витков лишь собственных обмоток. Это потоки рассеяния Фσ1 и Фσ2.
 | рис. 162 |
Переменные потоки рассеяния наводят в обмотках (первичной и вторичной) ЭДС:
 | где Lσ1 и Lσ2 — индуктивности рассеяния. |
|
|
Индуктивности Lσ1 и Lσ2 можно считать постоянными, так как потоки рассеяния замыкаются в основном в немагнитной среде (воздух, масло, медь), магнитная проницаемость которой постоянна.
ЭДС рассеяния можно представить в комплексной форме в действующих значениях:Ėσ1 = -јİ1х1 и Ėσ2 = -јİ2х2
где х1, и х2 - индуктивные сопротивления рассеяния первичной и вторичной обмоток соответственно.
Таким образом, в цепи первичной обмотки действует три ЭДС:
Ú1 - напряжение на выводах сетевого генератора, равное его ЭДС;
Ė1 - наведенная основным потоком Ф в первичной обмотке;
Ėσ1 - наведенная потоком рассеяния Фσ1 в первичной обмотке.
Для первичной цепи согласно второму закону Кирхгофа можно записать
Ú1 + Ė1 + Ėσ1 = İ1 r1
где r1 - активное сопротивление первичной обмотки.
Получим уравнение напряжений для первичной цепи трансформатора:
Ú1 = - Ė1 + ј İ1х1 + İ1 r1 На практике падения напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния х1 и активном сопротивлении первичной обмотки r1, относительно малы и ими можно пренебречь. В этом случае Ú1 ≈ - Ė1 и U1 ≈ Е1 Отсюда следует, чтоU1 ≈ Е1 = 4, 44 ω1 ƒ Фm Откуда амплитудное значение основного потока:Фm ≈ (U1 )/(4,44 ω1 ƒ)
Из амплитудного значения основного потока следует, что значение Фm основного магнитного потока не зависит от нагрузки и практически неизменно, если напряжение U1 , и другие величины, входящие в формулу, неизменны.
Для вторичной обмотки, замкнутой на нагрузку Zн по второму закону Кирхгофа можно записатьĖ2 + Ėσ2 = İ2 r2 + İ2 Zн где r2 - активное сопротивление вторичной обмотки.
Рис. 163. Намагничивающие силы в цепи однофазного трансформатора в режимах холостого хода (а) и нагрузки (б) |
|
|
Учитывая, что İ2 Zн = Ú2 (падение напряжения на нагрузке İ2 Zн есть ни что иное, как напряжение на выводах вторичной обмотки), получаем уравнение напряжений для вторичной цепи трансформатора:Ú2 = Ė2 - ј İ2х2 - İ2 r2 Если из-за малости пренебречь суммой, падений напряжений на индуктивном сопротивлении рассеяния и активном сопротивлении вторичной обмотки, то Ú2 ≈ - Ė2, откуда следует U2 ≈ Е2.
|