ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования энергии переменного тока одного напряжения в энергию переменного тока другого напряжения.
Трансформатор (см. рис. 1), как правило, состоит из стального сердечника, являющегося магнитопроводом, и двух обмоток, электрически не связанных между собой. Та из обмоток трансформатора, к которой подводится энергия переменного тока, называется первичной обмоткой, другая, от которой энергия отводится,—вторичной обмоткой. Все величины, относящиеся к первичной обмотке (напряжение, ток, мощность и т. д.), называются первичными, а относящиеся ко вторичной — вторичными. Если вторичное напряжение меньше первичного, то трансформатор называется понижающим, если больше, то повышающим. В соответствии с этим различают обмотки высшего и низшего напряжений.
По виду переменного тока трансформаторы разделяются на однофазные, трехфазные и многофазные. По числу обмоток трансформаторы бывают двухобмоточные и многообмоточные, а также трансформаторы с ответвлениями, т. е. трансформаторы, обмотки которых имеют специальные ответвления. Различают также масляные и сухие трансформаторы. Первые с целью предохранения изоляции от вредного влияния воздуха и улучшения условий их охлаждения погружают в бак с трансформаторным маслом, а вторые не погружены в масло.
По назначению все трансформаторы, применяемые в технике, можно разделить на три основные группы:
1) силовые трансформаторы
2) автотрансформаторы
3) специальные трансформаторы.
При помощи трансформаторов одну и ту же мощность можно передавать при различном напряжении и различном токе, что следует из формул мощности для однофазного и трехфазного токов:
Трансформаторы позволяют передавать большие мощности на значительные расстояния по линии высокого напряжения. На рис. 1 показана простейшая схема использования трансформаторов в линиях передач: от синхронного генератора через повышающий трансформатор по линии высокого напряжения и далее через понижающий трансформатор к приемникам тока.
Принцип трансформирования переменного тока впервые предложил и осуществил П. Н. Яблочков в 1876 г. Основываясь на этом принципе, И. Ф. Усагин в 1882 г., изобрел первый однофазный трансформатор. Трехфазный трансформатор в 1891 г. изобрел М. О. Доливо-Добровольский.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА
Действие трансформатора основано на явлении взаимоиндукции. Действительно, если первичную обмотку трансформатора подключить к сети переменного тока с напряжением U1, то проходящий по ней ток создаст в сердечнике переменный магнитный поток Ф. Под влиянием этого потока в обоих обмотках трансформатора будет индуктироваться э. д. с. Если при этом вторичная обмотка будет замкнута, то по ней будет течь переменный ток I2. Таким путем и осуществляется передача энергии из первичной обмотки во вторичную, а следовательно, и преобразование энергии переменного тока одного напряжения в энергию переменного тока другого напряжения.
