Трансформатор – статическое устройство которое служит для переобразования электрическую энергию с одной цепи к другой с помощью процесса электромагнитной индукции. В основном используется для повышения или понижения напряжения.

Принцип работы трансформатора

Принцип работы трансформатора очень прост. Взаимная индукция между двумя и более обмотками (катушками) позволяет электрической энергии перемещаться между цепями.

Данный принцип мы опишем подробнее ниже.

Теория Трансформаторов

Допустим у вас есть одна обмотка (катушка) которая снабжается переменным электрическим источником.

Переменный ток, проходящий через обмотку, создает постоянно изменяющийся и переменный поток, окружающий обмотку. Если другая обмотка приблизиться к первой обмотке некоторая часть переменного потока свяжется с второй (другой) обмоткой. Поскольку этот поток постоянно изменяется по своей амплитуде и направлению, должна быть изменена связь потока во второй обмотке или катушке.

Исходя из закона Фарадея об электромагнитной индукции, будет электромагнитное возбуждение, индуцированное во второй обмотке. Если цепь от второй обмотки замкнута, то через нее будет протекать ток. Это основной принцип работы трансформатора. Давайте воспользуемся электрическими символами, чтобы наглядно это представить. Обмотка, которая получает электрическую энергию от источника, известна как «первичная обмотка».

На рисунке изображена «Первая катушка»

Обмотка, обеспечивающая необходимое выходное напряжение за счет взаимной индукции, известна как «вторичная обмотка». Это «Вторая катушка» на рисунке выше. Трансформатор, увеличивающий напряжение между первичной и вторичной обмотками, определяется как повышающий трансформатор. И наоборот, трансформатор, который уменьшает напряжение между первичной и вторичной обмотками, определяется как понижающий трансформатор.

Хотя приведенная выше схема трансформатора теоретически возможна в идеальном трансформаторе — она не очень практична. Это связано с тем, что на открытом воздухе только очень малая часть потока, созданного от первой катушки, будет связана со второй катушкой.

Поэтому ток, протекающий через замкнутый контур, подключенный к вторичной обмотке, будет очень малым (и трудноизмеримым).

Скорость изменения связи потока зависит от величины связи потока со второй обмоткой. Так что в идеале почти весь поток первичной обмотки должен быть связан с вторичной обмоткой. Это делается эффективно и действенно с использованием трансформатора с сердечником. Это обеспечивает общий для обеих обмоток путь с низким сопротивлением.

Цель сердечника трансформатора — обеспечить путь с низким сопротивлением, по которому максимальное количество потока, вырабатываемого первичной обмоткой, проходит через вторичную обмотку и соединяется с ней.

Ток, который частично проходит через включенный трансформатор, называется пусковым током трансформатора.

Детали и конструкция трансформатора

Три основные части трансформатора:

  • Первичная обмотка трансформатора.
  • Магнитопровод трансформатора.
  • Вторичная обмотка трансформатора.

Первичная обмотка

Создает магнитный поток когда она подключена к источнику питания.

Магнитопровод трансформатора

Магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой, который пройдет через этот путь низкого сопротивления, связанный с вторичной обмоткой, и создаст замкнутый магнитный контур.

Вторичная обмотка трансформатора

Поток, производимый первичной обмоткой, проходит через сердечник, и будет связан со вторичной обмоткой. Эта обмотка также наматывается на один сердечник и дает желаемый результат производительности трансформатора.