Классификация и устройство трансформатора
Трансформатором называют электромагнитную машину, предназначенную для повышения либо понижения напряжения в сети. Устройство трансформатора было изобретено еще в конце позапрошлого века русским инженером по фамилии Яблочников. Давно это было.
Устройство трансформатора достаточно простое. В самом простом виде - это сердечник из пластинок электротехнической стали, на который намотано две обмотки. Первая обмотка, которая называется первичной, подключается к источнику энергии. Вторая обмотка, вторичная, присоединена к потребителю - к нагрузке.
Если пропустить ток по первичной обмотке, подключенной к источнику, то этот ток создаст в сердечнике магнитный переменный поток, который будет индуктировать во вторичной обмотке ЭДС ( электродвижущую силу). Для всех трансформаторов используют понятие коэффициента трансформации. Это характеристика отношения напряжения на первичной обмотке к напряжению на вторичной обмотке. Также вычислить коэффициент трансформации можно по отношению количества витков на обмотках. W1/W2 = k, где W1- количество витков первичной обмотки, W2 - соответственно, количество витков вторичной обмотки.
Говоря про устройство трансформатора, следует сказать, что эти электрические машины делятся на повышающие и понижающие. В случае, если напряжение на вторичной обмотке больше, чем на первичной, такой трансформатор называется повышающий. А если вторичное напряжение будет меньше, чем первичное – то понижающий. Ток в обмотках всегда имеет обратнопропорциональную зависимость с напряжением, а значит, с числом витков. Поэтому первичную обмотку делают из провода небольшого сечения, но с большим количеством витков. А вторичную обмотку – наоборот: меньшее количество витков, но большее сечение провода. Сердечник и ярмо собирают из листов электротехнической стали, так как она прекрасно проводит магнитный поток. Листы изолированы друг от друга для уменьшения вихревых токов и снижения потерь в сердечнике. Такой способ сборки увеличивает КПД (коэффициент полезного действия).
Устройство трансформатора позволяет классифицировать эту машину еще по нескольким признакам. Например, по количеству фаз трансформаторы делятся на трехфазные и на однофазные. Также они разделяются и по назначению. В основном, можно выделить силовые и специальные трансформаторы. Устройство силового трансформатора рассчитано на передачу и распределение электрической энергии. Специальные трансформаторы же могут быть самыми разными - это и сварочные, и измерительные, и испытательные, и печные, и инструментальные. Также к ним можно отнести и автотрансформаторы (у этой электрической машины вторичная и первичная обмотка соединены в одну электрическую цепь, создавая также и электрическую связь, а не только магнитную).
Эти трансформаторы не слишком сильно отличаются в конструкции, так как принцип работы везде фактически одинаков. Говоря про устройство сварочного трансформатора, например, можно сказать, что в нем в дополнение к обычному силовому трансформатору добавлено и специальное устройство, которое регулирует сварочный ток.