Jak działa transformator? (cz.2)

Wstępnie wyjaśniliśmy w poprzednim artykule  jak działa transformator, a teraz dodajemy kilka istotnych szczegółów.

T3M 20A 3x500V-3x265V

Do zacisków uzwojenia pierwotnego przyłożone jest napięcie przemienne U1, które wywołuje przepływ prądu w cewce uzwojenia pierwotnego o wartości I1.

Przemienny prąd elektryczny I1 wywołuje zmienne pole magnetyczne, którego linie sił zamykają się w rdzeniu ferromagnetycznym. Rdzeń ten jest dla pola magnetycznego znacznie lepszą drogą (czyli ma większą przenikalność magnetyczną) niż otaczające cewkę powietrze. Mówimy tutaj, że w rdzeniu przepływa strumień przemiennego pola magnetycznego.

Ten sam strumień przenika przez wnętrze cewki uzwojenia wtórnego indukując w nim siłę elektromotoryczną, która objawia się pojawieniem się przemiennego napięcia na zaciskach uzwojenia wtórnego (zjawisko indukcji elektromagnetycznej).

Ten sam strumień przenika również cewkę uzwojenia pierwotnego wywołując w niej siłę elektromotoryczną skierowaną przeciwnie do napięcia zasilającego (Reguła Lenza).

Strumień przemiennego pola magnetycznego jest wspólny dla obu uzwojeń, a indukowana siła elektromotoryczna jest taka sama dla każdego pojedynczego zwoju (Prawo przepływu), dlatego napięcie, jakie pojawi się na zaciskach strony wtórnej, zależy głównie od stosunku ilości zwojów w cewce uzwojenia pierwotnego i cewce uzwojenia wtórnego. W prosty sposób, przez różną liczbę zwojów obu uzwojeń otrzymujemy zmianę napięcia – czyli transformację.

Rys. 1

U1 – napięcie strony pierwotnej
U2 – napięcie strony wtórnej
I1   –  prąd strony pierwotnej
I2   – prąd strony wtórnej
Φμ  – strumień główny magnesujący
Φ1 i Φ2 – strumienie rozproszenia pochodzące od prądu pierwotnego pierwotnego wtórnego
Z1  – liczba zwojów uzwojenia pierwotnego
Z2  – liczba zwojów uzwojenia wtórnego
Korzystając z powyższego rysunku , można przedstawić model elektryczny transformatora jednofazowego dwuuzwojeniowego. 
Rys. 2:



R1 i R2 – rezystancje uzwojeń
XΦ1 i XΦ2 – reaktancje rozproszenia strony pierwotnej i wtórnej odzwierciedlające te części strumienia magnetycznego, które zamykają się w przestrzeni nie obejmującej cewki drugiej (zamykające się głównie przez powietrze)
E1 i E2 – siły elektromotoryczne indukowane

Na podstawie podanych oznaczeń wprowadza się następujące podstawowe pojęcia:
n = Z1 / Z2 – przekładnia zwojowa

Jeżeli strumień magnesujący jest wspólny dla obu uzwojeń, to wiadomo, że będzie on w każdym zwoju indukował taką samą siłę elektromotoryczną. Stąd tą samą przekładnię można określić jako stosunek sił elektromotorycznych
n =  E1 / E2

Stosując podany wzór na przekładnię, możemy sprowadzić wartości elementów strony wtórnej z rys 2 na stronę pierwotną. Wówczas:
U’2 = nU2  ;  I’2 = I2/n  ;  R’2 = n2R2  ;  X’Φ2 =  n2 XΦ2

Dzięki czemu powstaje powszechnie stosowany schemat zastępczy transformatora.

Rys. 3:

Linią przerywaną zaznaczono możliwość wprowadzenia dodatkowej rezystancji RFe oznaczającej straty w rdzeniu, które powstają w skutek powstawania prądów wirowych. W praktyce często można tę rezystancję pominąć, gdyż zwykle  RFe >> Xμ
Analizując różne stany pracy transformatora na podstawie schematu z rys. 3 można poznać wiele istotnych własności transformatorów.
mgr inż. Krzysztof Majewski
Kierownik Działu Handlowego
Breve-Tufvassons
Zadaj pytanie
Potrzebujesz więcej informacji? Zachęcamy do kontaktu z naszą firmą. Napisz do nas, a na pewno uzyskasz odpowiedź.
Nasi doradcy chętnie podpowiedzą i rozwieją Twoje wątpliwości. Pytaj śmiało.
  • This field is for validation purposes and should be left unchanged.

Breve Tufvassons Sp. z o.o.
Postępowa 25/27,
93-347 Łódź, Polska
NIP: 727-012-56-95

Tel: (42) 640 15 39
Fax: (42) 640 15 41
handel@breve.pl