Трансформатори
ВИЗНАЧЕННЯ
Трансформатор - це пристрій, призначений для перетворення змінного струму однієї напруги в змінний струм іншої напруги тієї ж частоти.
Трансформатор складається із замкнутого сталевого осердя, на якому розташовуються дві або кілька обмоток. Обмотка трансформатора, на яку подається змінна напруга, називається первинною, а обмотка, з якої знімається перетворена змінна напруга, — вторинною. Число витків у первинній обмотці трансформатора позначимо N1, а у вторинній - N2.
Принцип дії трансформатора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Лінії індукції магнітного поля, створюваного змінним струмом у первинній обмотці, завдяки наявності сердечника практично без втрат пронизують витки вторинної обмотки. Оскільки магнітний потік у вторинній обмотці змінюється згодом (т. до. в первинній обмотці змінний струм), то, згідно із законом Фарадея, в ній збуджується ЕРС індукції. Трансформатор може працювати тільки на змінному струмі, оскільки магнітний потік, створений постійним струмом, не змінюється з часом.
Найпростіший трансформатор складається з сердечника замкнутої форми з магнітом'якого матеріалу, на який намотані дві обмотки: первинна та вторинна.
Для амплітудних значень напруг на обмотках можна записати: U2U1 = n2n1 = k, де K - коефіцієнт трансформації. При k>1 трансформатор називається підвищуючим, при k<1 – знижуючим.
При роботі реального трансформатора завжди є енергетичні втрати, пов'язані з різними фізичними процесами:
нагрівання обмоток трансформатора;
робота з перемагнічування сердечника;
розсіювання магнітного потоку.
Найбільш значні енергетичні втрати обумовлені тепловою дією вихрових струмів (струмів Фуко), що виникають у масивному провіднику при зміні магнітного потоку, що пронизує його. Для їхнього зменшення сердечники трансформаторів виготовляють не з суцільного шматка металу, а з тонких пластин, розділених тонкими шарами діелектрика (пластини покривають лаком).
Сучасні трансформатори мають дуже високі ККД (95–99 %), що дозволяє працювати практично без втрат.
