Трансформатор

1. Фізика-11

Трансформатор

2.

Під час уроку ви дізнаєтеся:
Призначення трансформаторів;
будову трансформаторів;
принцип дії трансформаторів;
характеристики трансформаторів;
застосування трансформаторів;
історію створення трансформаторів.
2

3.

ЕРС потужних генераторів звичайно
дуже велика.
Практичне використання
електроенергії вимагає здебільшого
не дуже високих напруг, а передавання
енергій, причому дуже високих.
3

4.

Змінний струм певної частоти можна
перетворювати за допомогою
трансформаторів так, щоб його
напруга змінювалася в багато разів
практично без втрат енергії.
4

5. Трансформатори

5

6.

Уперше трансформатори використав
у 1876 р. російський учений Петро
Миколайович Яблочков для живлення
винайдених ним “електричних свічок”
– нового на той час джерела світла.
6

7. Павло Миколайович Яблочков

П. М. Яблочков
(1847 – 1894)
7

8.

Ідею П. М. Яблочкова розвинув у
1882 р. співробітник Московського
університету І. Ф. Усагін,
сконструювавши вдосконалені
трансформатори.
8

9. Трансформатор

9

10. Трансформатор

10

11. Трансформатори

Трансформатори – пристрої для
зміни сили струму і напруги змінного
струму при незмінній частоті.
11

12. Будова трансформатора

Трансформатор складається з осердя
замкненої форми, яке виготовляється
із м'якого феромагнетика, та двох (іноді
більше) обмоток – первинної та вторинної.
Первинна обмотка – та, що з'єднана з
джерелом змінної напруги.
Вторинна обмотка – та, що приєднана до
споживача.
12

13. Принцип роботи трансформатора

13

14. Поміркуй!

Як струм з первинної
обмотки потрапляє
у вторинну, якщо
обмотки між собою
ніяк не зв'язані?
14

15. Принцип роботи трансформатора

В основі роботи трансформатора лежить
явище електромагнітної індукції.
Під час проходження змінного струму по
первинній обмотці в осерді виникає змінний
магнітний потік, який збуджує ЕРС індукції
в кожній обмотці.
Осердя з трансформаторної сталі
концентрує магнітне поле, і магнітний потік
існує практично тільки в самому осерді; він
однаковий в усіх його перерізах.
15

16. Принцип роботи трансформатора

16

17. Режими роботи трансформатора

Режими роботи трансформатора
Холостий
хід
Робочий
режим
Коротке
замикання
Первинна обмотка
приєднана
до джерела
змінного струму,
навантаження
на вторинну
відсутнє
Первинна обмотка
приєднана
до джерела
змінного струму,
до вторинної обмотки
підключене
навантаження
Вторинна
обмотка
замкнута
накоротко
(режим КЗ).
Використовується
При випробуваннях
трансформатора
17

18. Типи трансформаторів

Типи трансформаторів
За призначенням
Силові
Для передавання
і розподіленні
електроенергії
для живлення
промислового
та побутового
навантаження
Вимірювальні
Для живлення
електровимірювальних
приладів
Спеціальні
Зварювальні,
випробувальні,
для рентгенівських
апаратів
у медицині
та ін.
18

19. Типи трансформаторів

Типи трансформаторів
За конструктивними особливостями
Двообмоткові
Багатообмоткові
Автотрансформатори
Частина первинної
обмотки
є вторинною
і навпаки
19

20. Типи трансформаторів

Типи трансформаторів
За кількістю фаз
Однофазні
Трифазні
Багатофазні
20

21. Типи трансформаторів

Типи трансформаторів
За способом охолодження
Сухі
Масляні
З повітряним
охолодженням
Використовується
спеціальне
мінеральне
масло
21

22. Трансформатор з масляним охолодженням

22

23. Сухий трансформатор

23

24. Типи трансформаторів

Типи трансформаторів
За формою магнітопроводу
Стержньові
Броньові
24

25. Втрати енергії в трансформаторі

Втрати енергії в трансформаторі
Втрати в сталі
Перемагнічування
осердя
Струми Фуко
Втрати в міді
Нагрівання
провідників
обмоток
25

26. Коефіцієнт трансформації

Коефіцієнт трансформації –
величина, що дорівнює відношенню
напруг у первинній і вторинній
обмотках трансформатора:
U1 N1
k
U 2 N2
26

27. Коефіцієнт трансформації

Підвищувальним називається
трансформатор, який збільшує напругу
(U2>U1).
У підвищувального трансформатора
кількість витків N2 у вторинній обмотці
має бути більшою за кількість витків
у первинній обмотці N1 , тобто k<1.
27

28. Коефіцієнт трансформації

Знижувальним називається
трансформатор, який зменшує напругу
(U2<U1).
У знижувального трансформатора
кількість витків N2 у вторинній обмотці
має бути меншою за кількість витків у
первинній обмотці N1 , тобто k>1.
28

29. Робота трансформатора під навантаженням

Потужність у первинній обмотці за
навантаження трансформатора,
близького до номінального, приблизно
дорівнює потужності у вторинній
обмотці:
U1 I1 U2 I 2
29

30. Робота трансформатора під навантаженням

Це означає, що підвищуючи за
допомогою трансформатора напругу
в кілька разів, ми в стільки ж разів
зменшуємо силу струму і навпаки.
Отже, трансформатор перетворює
змінний електричний струм таким чином,
що добуток сили струму на напругу
приблизно однаковий у первинній і
вторинній обмотках.
30

31. ККД трансформатора

ККД трансформатора визначається за
формулою:
P2
P2
P1 P2 Pм іді Рстал і
У сучасних потужних трансформаторів
сумарні втрати енергії не перевищують
2 – 3 %, і їх ККД досягає 97 - 98 %.
31

32. Передача електроенергії

32

33. Використання трансформаторів при передачі електроенергії

33

34.

Дякую
за активну роботу!
34