Г Л А В А XIV. § 14.1. Додавання м.р.с. первинної і вторинної обмоток трансформатора при навантаженні

Г Л А В А XIV
РОБОТА ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПРИ НАВАНТАЖЕННІ
§ 14.1. Додавання м.р.с. первинної і вторинної обмоток трансформатора при навантаженні
При холостій роботі трансформатора в його магнітному ланцюзі діє тільки м.р.с. F0 струму холостого ходу первинної обмотки. При включенні навантаження у вторинну обмотку трансформатора в ній з'явиться струм І2, що створить м.р.с. цієї обмотки. Відповідно до закону Ленца м.р.с. вторинної обмотки протидіє намагнічуючій м.р.с. первинної обмотки. Внаслідок цього магнітне поле в сердечнику трансформатора трохи зменшиться, але не значно, тому що ефективне значення прикладеної до первинної обмотки напруги U1 = const. Ця напруга врівноважується первинною е.р.с. Е1 ≈ U1 = const і, отже, відповідно до виразу Е1=4,44f1w1Фm амплітуда поля сердечника Фm ≈ const. Таким чином, при постійному ефективному значенні прикладеної первинної напруги U1 трансформатор і при холостому ході і при навантаженні практично працює майже з незмінною амплітудою Фm магнітного поля в сердечнику. Для підтримки цієї умови з появою у вторинній обмотці трансформатора струму I2 навантаження автоматично зростає також і споживаний з мережі первинний струм I1 Зростання первинного струму відбувається настільки, щоб нова м.р.с. первинної обмотки повністю компенсувала б реакцію м.р.с. вторинної обмотки і зберегла незмінною м.р.с. F0 холостого ходу, що створює необхідну амплітуду Фm магнітного поля. У цьому і полягає основна сутність робочого процесу трансформатора. На рис. 14.1 представлене додавання векторів м.р.с. первинної і вторинної обмоток при навантаженні трансформатора, де F1 = І1w1, F2=I2w2 і F0 = I0w1, при цьому w1 і w2 — числа витків первинної і вторинної обмоток. Діаграма м.р.с. зображена в припущенні, що вторинний струм І2 відстає по фазі від е.р.с. Е2 на кут ψ2. З діаграми слідує, що F0= F1 + F2 і, отже, при навантаженні трансформатора амплітуда магнітного поля в сердечнику створюється результуючою м.р.с. F0 первинної і вторинної обмоток.