Исследовательская работа по физике 11 класс трансформаторы

Проект по физике на тему «Трансформатор Тесла»

Проект рассчитан на обучающихся среднего звена. Он соответствует требованиям государственного стандарта среднего (общего) образования по физике.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение Баганская средняя общеобразовательная школа №1

Cекция «Инженерные проекты»

Номинация «Технический проект»

Автор: Синяева Анастасия 10 класс

Руководитель: Пиструга Татьяна Анатольевна

Консультант: Жангужинова Мадина Ерсаиновна

Оглавление

1. Оглавление 2
2. Введение 3

1. Цель 3
2. Задачи 3
3. Проблематика 3
4. Методы 3
5. Ожидаемый результат 3

1. Историческая справка 4
2. Физический смысл катушки Трансформатора Тесла 5

1. Определение трансформатора 5
2. Возможности катушки Теслы 5
3. Причины высокочастотности трансформатора Теслы 5

1. Конструкция трансформатора Тесла 7

1. Виды простейших конструкций 7
2. Составляющие устройства 7
3. Расчет основных параметров трансформатора 7
4. Техника безопасности 9

1. Применение трансформатора Тесла 10

1. Использование трансформатора Тесла в будущем: 10

1. Вывод 11
2. Список используемой литературы 12
3. Приложение 13

Введение

Исследовать высокочастотный трансформатор Тесла и на основе действующей установки, провести эксперименты.

Задачи

-Знакомство с принципом работы трансформатора Тесла

-Поиск деталей и изготовление высокочастотного трансформатора

-Проведение опытов, демонстрирующих работу трансформатора

Проблематика

Современная энергетика имеет несколько перспективных путей развития, тесно связанных с явлением, получаемым с помощью катушки Тесла. Как современный и заинтересованный школьник, считаю нужным разобраться в данной теме путем изучения и сборки данного устройства.

Методы

-Поиск информации в различных источниках

Ожидаемый результат

Получение тока с высоким напряжением на выходе, при подаче источником тока низкого напряжения. Получение стримеров (тускло светящиеся разветвленные тонкие каналы) на свободном конце обмотки. Ионизация воздуха. Свечение газоразрядных ламп близ трансформатора.

Историческая справка

В 1896 году изобретатель Никола Тесла, открывший переменный ток, флюоресцентный свет и т.д., запатентовал созданный им прибор, как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала». Тесла возлагал на него миссию по обеспечению человечества бесплатной беспроводной электроэнергией, что могло поставить крест на монополии по продаже энергии. Еще долгое время ученый исследовал свойства своего изобретения, которое приводило в ужас местных жителей, ведь из-за действия создаваемого мощного магнитного поля их волосы и кончики пальцев светились необычным плазменным светом, а из-под копыт лошадей высекались метровые искры.

Физический смысл катушки Трансформатора Тесла

Определение трансформатора

Трансформатор Теслы (ТТ), или катушка Теслы – резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение высокой частоты, изобретённый Николой Теслой.

Возможности катушки Теслы:

Устройству подается ток с малым напряжением, но на выходе же мы получаем напряжение во много раз больше, поэтому ТТ называют высокочастотным трансформатором

Трансформатор может увеличить напряжение, соответственно частоту электроколебаний, но ему не свойственно увеличение мощности. Из этого следует, что его КПД лежит в пределах единицы.

Причины высокочастотности трансформатора Теслы

Факторы, благодаря которым удаётся получать высокое напряжение в трансформаторе Тесла:

1. Коэффициент трансформации
2. Резонанс
3. Наложение волн в длинной линии

Определение: Коэффициент трансформации (k) — это отношение числа витков первичной катушки к числу витков вторичной катушки, или отношение. Если k 2 >n 1 , то трансформатор можно назвать повышающим.

Определение: Резонанс – это резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний. Резонанс возникает только в том случае, когда частота собственных колебаний совпадает с частотой вынуждающей силы. Т.е нужно добиться того, чтобы частоты первичной и вторичной обмотки (колебательных контуров) совпали для получения возрастания амплитуды, соответственно напряжения.

Определение: Длинная линия — это проводник, геометрические размеры которого сопоставимы с длиной волны.

Провод вторичной обмотки трансформатора – это длинная линия.

В длинной линии возможно явление наложение прямых и отраженных волн. Прямая волна движется от нижней части обмотки к верхней. Отраженная волна – это отраженная прямая волна, движущаяся от верхней части обмотки. Таким образом, происходит наложение прямых и отраженных волн. В определенных точках сложение волн в фазе мы получаем максимумы амплитуды – пучности, минимумы амплитуды получаются при сложении волн в противофазе и называются узлы. Тем самым мы наблюдаем явление стоячей волны, которое дает нам возможность при минимуме тока получать высокое напряжение на верхнем конце обмотки, а на заземленном конце – максимум тока при минимуме напряжения.(см. прилож 1)

L п2 – длина провода вторичной обмотки

Именно при такой длине провода будет образовываться классический случай стоячей волны. Также можно использовать длину, равную ¾, 5/4 и любому нечетному количеству четвертей длины волны, но рациональнее, конечно же, взять ¼.

Конструкция трансформатора Тесла

Виды простейших конструкций

Различают два основных вида конструкций катушки Тесла: на разрядниках и на полупроводниках. Я собрала устройство на более удобных мне полупроводниках, точнее на транзисторах.( см. прилож. 2)

Составляющие устройства

Медный провод с изоляцией (1,5 мм)

Источник постоянного тока(0-35 В)

Регулируемый резистор (50 кОМ)

Расчет основных параметров трансформатора

υ- частота волны колебаний

Примем для будущего трансформатора υ=750кГц (т.к частота волны колебаний для катушки на полупроводниках ограничена)

С помощью программы для расчета длины волны с учетом ее частоты вычислила, что λ=404,1м.

Исходя из формулы L п2 = ¼ λ, получаем:

Вычислим кол-во витков вторичной обмотки. Для этого необходимо рассчитать длину каркаса по формуле С=πD, где С-длина окружности, D- диаметр окружности.

Теперь можно рассчитать количество витков обмотки:

n= L п2 /С=101023мм/101 мм=1000 витков

Длина провода первичной обмотки L п1 =7витков

Рассчитаем коэффициент трансформации

Общее сопротивление цепи: т.к регулируемый резистор и резистор соединены последовательно, то R=R 1 +R 2 , где R-общ. сопротивление, R 1 -сопротивление регулируемого резистора,R 2 — сопротивление резистора

R=50000 Oм + 75 Ом= 50075 Ом

Подаваемое источником тока напряжение- U вход =33В

После переработки вышеперечисленных данных программа для расчета выходного напряжения U выход выдает значение примерно равное 1873,1 В. Именно такое напряжение в лучшем случае мне удастся получить в результате сборки трансформатора Тесла.

Источником питания устройства является блок питания, выдающий ток с малым напряжением (в моем случае 33 В).

Трансформатор состоит из двух обмоток- первичной и вторичной(две катушки без сердечника). К первичной обмотке подводится переменное напряжение и она создает магнитное поле. При помощи этого поля энергия из первичной обмотки передается во вторичную.

Из проволоки и отрезка пластиковой трубы (пластик — хороший диэлектрик) создаю катушку. Она будет высоковольтной. Для этого произвожу процедуру наматывания 1000витков вторичной обмотки (вторичная обмотка — медная проволока сечением 0,15 мм на трубе диаметром в 3,2 сантиметра) виток к витку, избегая нахлестов и пробелов. Катушку не нужно покрывать дополнительной изоляцией, т.к проволока уже покрыта парафином.(см. прилож. 3)

Далее наматываю на каркас, основа которого на 5 мм больше трубы, 7 витков первичной обмотки (первичная обмотка – медная проволока сечением 1,5 мм). В качестве каркаса использую основу на 5 мм больше каркаса вторичной обмотки.(см. прилож. 4)

После собираю простейшую электрическую схему, состоящую из регулируемого резисторов, транзистора(приборы для управления электрическим током), резистора и источника питания. Собрав схему, присоединяю ее к катушкам.(см. прилож. 5)

Все составляющие крепятся к деревянной доске, обеспечивая устойчивость конструкции, а также ее заземление.(см. прилож. 6)

После сборки трансформатора приступаю к его настройке. Для этого нужно кладу наверх газоразрядную лампочку, включаю в сеть блок питания и начинаю выкручивать резисторы со среднего положения на базу.(см. прилож. 7)

Техника безопасности

Работая с трансформатором Тесла обязательно нужно помнить, что это устройство генерирует очень мощное магнитное поле, которое может легко повредить электронные устройства (компьютеры, телефоны и т.д.),а также плохо сказывается на здоровье человека при долгом воздействии на него. Вместе с эти на выходе мы получаем ток высокого напряжения, удары которого опасны для человека.

Применение трансформатора Тесла

Выходное напряжение в частоте минимальной электрической прочности воздуха способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Тесла используется как декоративное изделие.

Но первоначально он был предназначен не для показательных выступлений, а для передачи радиосигналов на далекие расстояния.

Катушка Тесла нашла применение в медицине в начале прошлого века. Больных обрабатывали маломощными токами высокой частоты. Такие токи протекают по поверхности кожи, оказывают оздоравливающее и тонизирующее влияние, не причиняя при этом никакого вреда организму человека. Однако мощные токи высокой частоты оказывают негативное влияние.

Катушка Тесла применяется в военной технике для оперативного уничтожения электронной техники в здании, на корабле, танке. При этом на короткий промежуток времени создается мощный импульс электромагнитных волн. В результате в радиусе нескольких десятков метров сгорают транзисторы, микросхемы и другие электронные компоненты. Это устройство действует абсолютно бесшумно. Существуют такие данные, что частота тока при функционировании такого устройства может достигать 1 ТГц.

Иногда такой трансформатор применяется для розжига газоразрядных ламп, а также поиска течи в вакууме.

Эффекты катушки Тесла иногда используют в съемках фильмов, компьютерных играх.

Использование трансформатора Тесла в будущем:

Иногда говорят, что при помощи такого трансформатора можно передавать электрическую энергию на значительные расстояния, не используя провода, а также создать антигравитацию. Такие свойства не подтверждены и не проверены наукой, но Тесла говорил о скорой доступности таких способностей для человека. Также ученый отмечал, что катушка способна обеспечивать людей «дармовой энергией»

Вывод

В округ катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности, способное передавать электрический ток беспроводным способом. Напряжение оказалось настолько велико, что на свободном конце вторичной обмотки образовывались стримеры.(см. прилож. 8)Лампочки, наполненные инертным газом, светятся на определенном расстоянии от катушки, следовательно, вокруг установки действительно существует электромагнитное поле высокой напряженности.(см. прилож. 9)

Источник

Индивидуальный проект по дисциплине физика на тему: «Трансформаторы»

Министерство образования Московской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное

учреждение Московской области

ГЛАВА 1. ТРАНСФОРМАТОРЫ ИХ ВИДЫ И НАЗНАЧЕНИЕ..…. …. 5

1.1 Что такое трансформатор………………………………………. 5

1.2 Принцип работы трансформатора…………….…..……………..6

1.3 Режимы работы трансформатора………………………………..7

1.5 Уравнения идеального трансформатора……………………….11

1.6 Магнитопровод трансформатора……………………………….12

1.7 Обмотка трансформатора……………………………………. 13

1.8 Схема трансформатора………………………………………….14

ГЛАВА 2. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ. 16

2.2 Работа в параллельном режиме……………………………. 17

2.4 Регулирование напряжения трансформатора……………….19

Цель работы: исследовать трансформаторы и как они работают

Нашу жизнь делают проще и интереснее множество электронных устройств, которые окружают нас везде: дома, на работе, на отдыхе. Такие устройства как телевизор, мобильный телефон, компьютер стали нашими неотъемлемыми помощниками. Используя их, мы даже не задумываемся как они работают, из чего они состоят. А существуют множество составных частей этих устройств, без которых их работа была бы в принципе невозможна. Одной из таких составных частей является трансформатор.

Это универсальное устройство используется как в аппаратуре, так и является одной из главных составляющих в системе передачи электроэнергии на расстояние. Трудно назвать электронное устройство, где бы не использовался трансформатор.

В 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, которое легло в основу работы трансформатора. В этом же году появилось его схематическое изображение. Хоть Фарадей в своих опыта и использовал подобие современного трансформатора, однако основное свойство трансформатора – трансформация токов и напряжений, было открыто позже.

В 1848 году французским механиком Г. Румкорфом была изобретена индукционная катушка (индуктивность) – прообраз трансформатора.

Датой же рождения первого трансформатора считается 30 ноября 1876 года, когда русский изобретатель получил патент на трансформатор с разомкнутым сердечником. Это был стержень с намотанными на него обмотками.

В 1884 году в Англии братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсонами был создан первый трансформатор с замкнутым сердечником.

В конце 1880-х инженером Д. Свинберном было изобретено масляное охлаждение трансформатора – это повысило надежность и долговечность его обмоток.

В 1889 году русский электротехник -Добровольский вместе с предложенной им трехфазной системой переменного тока создал первый трехфазный трансформатор.

Дальнейшее развитие трансформаторов сводилось к усовершенствованию материала сердечника, что позволило снизить потери и значительно увеличить эффективность трансформаторов.

ТРАНСФОРМАТОРЫ ИХ ВИДЫ И НАЗНАЧЕНИЕ

1.1 Что такое трансформатор.

Трансформатор представляет собой устройство, которое преобразовывает напряжение переменного тока (повышает или понижает). Состоит трансформатор из нескольких обмоток (двух или более), которые намотаны на общий ферромагнитный сердечник. Если трансформатор состоит только из одной обмотки, то он называется автотрансформатором. Современные трансформаторы тока бывают: стержневыми, броневыми или тороидальными. Все три типа трансформаторов имеют похожие характеристики, и надежность, но отличаются друг от друга способом изготовления.

В трансформаторах стержневого типа обмотка намотана на сердечник, а в трансформаторах стержневого типа обмотка включается в сердечник. В трансформаторе стержневого типа обмотки хорошо видны, а из сердечника видна только нижняя и верхняя часть. Сердечник броневого трансформатора скрывает в себе практически всю обмотку. Обмотки трансформатора стержневого типа расположены горизонтально, в то время как это расположение в броневом трансформаторе может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Независимо от типа трансформатора, в его состав входят такие три функциональные части: магнитная система трансформатора (магнитопровод), обмотки, а также система охлаждения.

1.2 Принцип работы трансформатора

В трансформаторе принято выделять первичную и вторичную обмотку. К первичной обмотке напряжение подводится, а от вторичной отводится. Действие трансформатора основано на законе Фарадея (законе электромагнитной индукции): изменяющийся во времени магнитной поток через площадку, ограниченную контуром, создает электродвижущую силу. Справедливо также обратное утверждение: изменяющийся электрический ток индуцирует изменяющееся магнитное поле.

В трансформаторе есть две обмотки: первичная и вторичная. Первичная обмотка получает запитку от внешнего источника, а с вторичной обмотки напряжение снимается. Переменный ток первичной обмотки создает в магнитопроводе переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает ток во вторичной обмотке.

1.3 Режимы работы трансформатора

Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены. Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора. Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны, поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения.

Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:

U_2/U_1 =N_2/N_1 , где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке. Если U2 > U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

1.4 Виды трансформаторов

В зависимости от своего применения и характеристик трансформаторы бывают нескольких видов. К примеру, в электрических сетях населенных пунктов, промышленных предприятий применяют трансформаторы силовые, основной задачей которых является понижение напряжения в сети до общепринятого – 220 В.

Если трансформатор предназначен для регулировки тока, он называется трансформатор тока, а если устройство регулирует напряжение – то это трансформатор напряжения. В обычных сетях применяются однофазные трансформаторы, в сетях на три провода (фаза, ноль, заземление) нужен трехфазный трансформатор.

Бытовой трансформатор, 220В предназначается для защиты бытовой техники от перепадов напряжения.

Сварочный трансформатор предназначен для разделения сварочной и силовой сети, для понижения напряжения в сети до нужной для сварки величины.

Масляный трансформатор предназначается для использования в сетях с напряжением выше 6 000 Вольт. Конструкция трансформатора включает в себя: магнитопровод, обмотки, бак, а также крышки с вводами. Магнитопровод состоит из 2 листов электротехнической стали, которые изолированы друг от друга, обмотки, как правило, делают из алюминиевого или медного провода. Регулировка напряжения производится с помощью ответвления, которое соединяется с переключателем.

Существует два вида переключения ответвлений: переключение под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой), а также без нагрузки, после того, как трансформатор отключен от внешней сети (ПБВ, или переключение без возбуждения). Большее распространение получил второй способ регулировки напряжения.

Говоря о видах трансформаторов, нельзя не рассказать об электронном трансформаторе. Электронный трансформатор представляет собой специализированный источник питания, который служит для преобразования напряжения 220В в 12 (24)В, при большой мощности. Электронный трансформатор намного меньше обычного, при тех же самых параметрах нагрузки.

1.5 Уравнения идеального трансформатора

Для того чтобы рассчитать основные характеристики трансформаторов, принято пользоваться простыми уравнениями, которые знает каждый современный школьник. Для этого используют понятие идеального трансформатора. Идеальным трансформатором называется такой трансформатор, в котором нет потерь энергии на нагрев обмоток и вихревые токи. В идеальном трансформаторе энергия первичной цепи превращается полностью в энергию магнитного поля, а затем – в энергию вторичной обмотки. Именно поэтому мы можем написать:

где P1, P2 – мощности электрического тока в первичной и вторичной обмотке соответственно.

1.6 Магнитопровод трансформатора

Магнитопровод представляет собой пластины из электротехнической стали, которые концентрируют в себе магнитное поле трансформатора. Полностью собранная система с деталями, скрепляющими трансформатор в единое целое – это остов трансформатора. Та часть магнитопровода, на которой крепятся обмотки, называется стержнем трансформатора. Часть магнитопровода, которая не несет на себе обмотку и замыкает магнитную цепь, называется ярмом.

В трансформаторе стержни могут располагаться по-разному, поэтому выделяют такие четыре типа магнитопроводов (магнитных систем): плоская магнитная система, пространственная магнитная система, симметричная магнитная система, несимметричная магнитная система.

а) Магнитопровод стержневого типа б) Броневой магнитопровод

1) Стержень 2) Обмотки 3) Ярмо

1.7 Обмотка трансформатора

Теперь поговорим об обмотке трансформатора. Основная часть обмотки – виток, который однократно обхватывает магнитопровод и в котором индуцируется магнитное поле. Под обмоткой понимают сумму витков, ЭДС всей обмотки равна сумме ЭДС в каждом витке.

В силовых трансформаторах обмотка обычно состоит из проводников, имеющих квадратное сечение. Такой проводник по-другому еще называется жилой. Проводник квадратного сечения используется для того, чтобы более эффективно использовать пространство внутри сердечника. В качестве изоляции каждой жилы может использоваться либо бумага, либо эмалевый лак. Две жилы могут быть соединены между собой, и иметь одну изоляцию – такая конструкция называется кабелем.

Обмотки бывают следующих типов: основные, регулирующие и вспомогательные. Основной называется обмотка, к которой подводится или от которой отводится ток (первичная и вторичная обмотка). Обмотка с выводами для регулирования коэффициента трансформации напряжения называется регулирующей.

Применение трансформаторов

Из курса школьной физики известно, что потери мощности в проводах прямо пропорциональны квадрату силы тока. Поэтому для передачи тока на большие расстояния напряжение повышают, а перед подачей потребителю наоборот, понижают. В первом случае нужны повышающие трансформаторы, а во втором – понижающие. Это основное применение трансформаторов.

Трансформаторы применяются также в схемах питания бытовых приборов. Например, в телевизорах применяют трансформаторы, имеющие несколько обмоток (для питания схем, транзисторов, кинескопа, и т. д.).

1.8 Схема трансформатора

Изоляция трансформатора на основе безматричной вакуумной пропитки и работает в среде с высокой влажностью воздуха и в химически агрессивной атмосфере. Минимальное выделение энергии горения (например, 43 кг для трансформатора 1600 кВА соответствуют 1,1% веса). Другие изоляционные материалы являются практически негорючими, самозатухающими и не содержат каких-либо токсичных добавок. Устойчивость трансформатора к загрязнениям благодаря конвекционным самоочищающимся дискам обмотки. Большая длина утечки по поверхности дисков обмотки, которые создают эффект изоляционных барьеров. Устойчивость трансформатора к температурной ударной нагрузке даже при крайне низких температурах (-50°С). Керамические блоки прокладки (без возможности возгорания) между дисками обмотки. Изоляция проводников стекло-шелк. Безопасность эксплуатации трансформатора благодаря специальной структуре обмотки Воздействие напряжения на изоляцию никогда не превышает напряжение изоляции (не более 10 В). Частичные разряды в изоляции физически невозможны. Охлаждение трансформатора обеспечивается вертикальными и горизонтальным каналам охлаждения, а минимальная толщина изоляции обеспечивают возможность работы трансформатора при больших кратковременных перегрузках в защитном корпусе IP 45 без принудительного охлаждения. Изоляционный цилиндр сделан и практически негорючего и самозатухающего материала, армированного стекловолокном. Обмотка низкого напряжения из стандартного провода или фольги; в качестве материала обмотки используется медь. Динамическая устойчивость трансформатора к коротким замыканиям обеспечивается керамическими изоляторами.

Глава 2

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

2.1 Срок службы

Срок службы трансформатора может быть разделён на две категории:

Тепловое старение — срок службы до критической деструкции целлюлозной изоляции и деградации механических свойств бумаги. Очевидно, что процессы старения имеют необратимый характер.

Электроизоляционный износ — срок службы до критического снижения электрической прочности изоляции. Процессы старения имеют в основном обратимый характер, и состояние изоляции может быть восстановлено.

Механический износ — нарушение механического состояния обмоток под воздействием кумулятивного эффекта токов КЗ, сверхтоков, вибрации и пр. Изменения имеют как обратимый характер (снижение усилий запрессовки обмоток), так и необратимый (деформации обмоток).

2.2 Работа в параллельном режиме

Параллельная работа трансформаторов нужна по очень простой причине. При малой нагрузке мощный трансформатор имеет большие потери холостого хода, поэтому вместо него подключают несколько трансформаторов меньшей мощности, которые отключаются, если в них нет необходимости.

При параллельном подключении двух и более трансформаторов требуется следующее:

Параллельно могут работать только трансформаторы, имеющие одинаковую угловую погрешность между первичным и вторичным напряжениями. Полюса с одинаковой полярностью на сторонах высокого и низкого напряжения должны быть соединены параллельно. Трансформаторы должны иметь примерно тот же самый коэффициент передачи по напряжению. Напряжение полного сопротивления короткого замыкания должно быть одинаковым, в пределах ±10 %. Отношение мощностей трансформаторов не должно отклоняться более чем 1:3. Переключатели числа витков должны стоять в положениях, дающих коэффициент передачи по напряжению как можно ближе.

Другими словами, это значит, что следует использовать наиболее схожие трансформаторы. Одинаковые модели трансформаторов являются лучшим вариантом. Отклонение от вышеприведенных требований возможны при использовании соответствующих знаний.

2.3 Частота

При одинаковых напряжениях первичной обмотки трансформатор, разработанный для частоты 50 Гц, может использоваться при частоте сети 60 Гц, но не наоборот. При этом необходимо принять во внимание, что возможно потребуется заменить навесное электрооборудование. При частоте меньше номинальной увеличивается индукция в магнитопроводе, что может повлечь его насыщение и как следствие резкое увеличение тока холостого хода и изменение его формы. При частоте больше номинальной повышается величина паразитных токов в магнитопроводе, повышенный нагрев магнитопровода и обмотки, приводящие к ускоренному старению и разрушению изоляции.

2.4 Регулирование напряжения трансформатора

В зависимости от нагрузки электрической сети меняется её напряжение. Для нормальной работы электроприёмников потребителей необходимо, чтобы напряжение не отклонялось от заданного уровня больше допустимых пределов, в связи с чем применяются различные способы регулирования напряжения в сети. Одним из способов является изменение соотношения числа витков обмоток первичной и вторичной цепи трансформатора (коэффициента трансформации), так как

В зависимости от того, происходит это во время работы трансформатора или после его отключения от сети, различают «переключение без возбуждения» (ПБВ) и «регулирование под нагрузкой» (РПН). И в том и в другом случае обмотки трансформатора выполняются с ответвлениями, переключаясь между которыми, можно изменить коэффициент трансформации трансформатора.

Результаты исследования показали :

1. Конструирование трансформаторов. М.: Госэнергоиздат.

2. Электрические машины, Л., «Энергия», 1974

3.Силовые трансформаторы. Справочная книга/Под ред. , . М.: Энергоиздат 2004.

Источник