Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения - статическое (не имеющее подвижных частей) электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения одного значения в переменное напряжение другого значения.

Устройство и принцип работы трансформатора напряжения

Конструктивно простейший силовое трансформатор представляет собой магнитопровод (сердечник), набранный из изолированных (в целях снижения вихревых токов) листов электротехнической стали и расположенных на нем не менее двух обмоток. Устройства с одной обмоткой называются автотрансформаторами.

Переменное напряжение U1 от источника тока подается на одну из обмоток (первичную), преобразованное напряжение U2 с выводов вторичной обмотки поступает на нагрузку (потребитель Zн).

В основе принципа преобразования напряжения в трансформаторе лежит явление электромагнитной индукции. При подаче напряжения на первичную обмотку протекающий в ее витках переменный ток i1 создает в сердечнике магнитный поток Ф.

Замыкаясь по сердечнику, этот поток индуцирует в первичной и вторичной обмотках переменные ЭДС (е1, е2), величины которых зависят от количества витков первичной (w1) и вторичной (w2) обмоток и скорости изменения этого магнитного потока (dФ/dt).

Исходя из этого, мгновенные значения ЭДС в обмотках могут быть выражены формулами:

e1=-w1·dФ/dt

e2=-w2·dФ/dt

Отсюда выведем значения мгновенных и действующих ЭДС в обмотках:

E1/E2=e1/e2=w1/w=k

Из выражений видно, что что ЭДС отличаются друг от друга числом витков обмоток, в которых они наводятся. Не учитывая ввиду относительной незначительности потери в обмотках, справедливы будут следующие приближенные равенства:

E1≈U1 и E2≈U2

где U1 и U2 - первичное и вторичное напряжения трансформатора.

Отношение ЭДС обмотки первичного напряжения к ЭДС обмотки вторичного (или количества их витков) является одной из важных характеристик трансформатора и называется коэффициентом трансформации (k).

Таким образом, используя обмотки с определенным соотношением количества витков, можно изготовить трансформатор на любое требуемое отношение напряжений U1 и U2.

Имея свойства обратимости - возможности понижать и повышать напряжение, трансформаторы, как правило используются по одному назначению.

Виды трансформаторов напряжения и их применение

В зависимости от назначения, устройства можно разделить на следующие основные виды:

• Силовые - трансформаторы большой мощности, используемые в электроснабжении. Могут быть повышающими напряжение - для его передачи на большие расстояния и понижающими - уменьшающими напряжение до рабочих значений определенных категорий электропотребителей.
  
• Технологического назначения - устройства большой мощности, используемые в технологических целях (электросоварочные, печные и пр.).
  
• Трансформаторы небольшой мощности, предназначенные для питания радиотехнической аппаратуры, бытовой техники, использования в схемах различных электронных устройств.
  
• Измерительные - применяются в измерительных целях и служат для расширения пределов измерения приборов.