Задания для студентов на 09.09.22. гр. ТО307 Электротехника и электроника

ТО 307 ОПД.03. Электротехника и электроника

Преподаватель: В.П.Шкитенков Электронный адрес почты: [email protected]

Задание выдано 09.09.2022. Задание выполнить до 12.09.2022.

Раздел: Трансформаторы.

Тема: Назначение трансформаторов и их применение. Устройства трансформатора. Формула трансформаторной ЭДС. Принцип действия трансформатора. Коэффициент трансформации

Задание:

I.Переписать в лекционную тетрадь лекцию. Изучить.

Трансформатор - электромагнитный статический аппарат, который преобразует параметры переменного тока : напряжение, ток, частоту, число фаз.

В простейшем случае трансформатор представляет собой магнитопровод, с размещенными на нем двумя обмотками.

Принцип действия.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции (взаимоиндукции) Обмотка, включенная в сеть, называется первичной, обмотка подключенная к нагрузки вторичной. При включении первичной обмотки на переменное напряжение U1 возникает ток I1, который создает переменное магнитное поле. Это поле наводит в обеих обмотках ЭДС (Е1 и Е2). Если вторичную обмотку включить на нагрузку (Z), то возникает ток I2. Основной магнитный поток Ф создается суммарным действием токов I1 и I2.

ЭДС, индуктируемые в первичной и во вторичной обмотках с числом витков W₁ и W₂ переменным магнитным потоком Ф, равны

Примем, что Ф = Фm sin ωt где круговая частота ω = 2πf, f - частота питающей сети.

Тогда e = - WωФm cosωt = - W ωФm sin (90° -ωt) = WωФm sin(ωt - 90°)

Амплитуда ЭДС Еm = WωФm. Действующее значение ЭДС

ЭДС первичной и вторичной обмоток имеют вид

Е1 = 4,44fФW1 ; Е2 = 4,44fФW2

По фазе ЭДС Е отстает от потока Ф на 90° На векторной диаграмме показано расположение векторов Е и Ф.

Коэффициент трансформации

Устройство трансформатора.

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника (магнитопровода), собранного из пластин трансформаторной стали, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками. обмоток. Для уменьшения потерь от вихревых токов, возникающих при перемагничивании, сердечники собирают из отдельных тонких (0.3—0,5 мм) пластин специальной трансформаторной стали. Эта сталь характеризуется узкой петлей гистерезиса (см. разд. 3.2) и большим электрическим сопротивлением. Для уменьшения потерь от вихревых токов пластины изолируют друг от друга путем покрытия их изолирующими лаками. Обмотки изолируют как друг от друга, так и от магнитопровода. Обмотка более высокого напряжения называется обмоткой высшего напряжения (ВН) , а обмотка более низкого напряжения - обмоткой низшего напряжения (НН). Обмоткам трансформатора придают преимущественно цилиндрическую форму, выполняя их при малых токах из круглого медного изолированного провода, а при больших токах - из медных шин прямоугольного сечения или прямоугольного изолированного провода. Ближе к магнитопроводу располагают обмотку низшего напряжения, так как ее легче изолировать от него, чем обмотку высшего напряжения. Обмотку низшего напряжения изолируют от стержня прослойкой из какого-либо изолировочного материала. Такую же изолирующую прокладку помещают между обмотками высшего и низшего напряжения.

Классификация трансформаторов.

Классификация трансформаторов возможна по признакам : - по области применения (силовые, измерительные, специальные); - по конструкции (стержневые, броневые, тороидальные), - по способу охлаждения (сухие, масляные), -по электрическим параметрам (по мощности, числу фаз, напряжению, частоте, числу обмоток). Различают трансформаторы - по числу фаз: однофазные, трехфазные и многофазные; - по числу обмоток : двухобмоточные и многообмоточные; - по напряжению: повышающие ( U2 U1) и понижающие (U2

II. Вычертить и изучить:Условные графические обозначения трансформаторов.

УГО трансформаторов.

а и б - однофазные.

в и г – трёхфазные.

III. Разобрать решения задач.

1. Определите напряжение на концах первичной обмотки трансформатора,имеющей W₁=2000 витков, если напряжение на концах вторичной обмотки, содержащей W₂=5000 витков, равно 50 В. Активными сопротивлениями обмоток трансформатора можно пренебречь.

Решение

Применим формулу для коэффициента трансформации: K= W₁ /W₂ = U₁ / U₂

Из данной формулы следует, что: U1=U₂⋅W₁/W₂

Подставим значения и вычислим: U1=50⋅2000/5000=20В

Ответ: 20 В.

2. В магнитопроводе трансформатора, включенного в сеть переменного тока с частотой f =50гц, возбуждён магнитный поток с амплитудой Ф_m = 0,001вб. Определить действую – щее значения ЭДС в обмотках, если число витков обмоток W₁ = 572 и W₂ =108.

Применим формулу для определения ЭДС Е1 = 4,44fФW1 ; Е2 = 4,44fФW2

Получим: Е₁ = 4,44*572*50*0,001 =127 В. Е₂ = 4,44*108*50*0,001= 24 В.

Ответ:  127 В. и 24 В.

Задания выполнять письменно в лекционной тетради переснять или отсканировать переслать на почту [email protected]

Если, что непонятно пишите на почту

С уважением Владимир Петрович.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Н.Ю. Морозов. Электротехника и электроника. М «Академия» 2018.

Электронные ресурсы.

1. https://infourok.ru/lekciya-dlya-kolledzha-po-elektrotehnike-na-temu-transformatory-4425925.html