Transformateurs de puissance. Dispositions théoriques. Principe de fonctionnement. Schéma, description

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Transformateurs de puissance. Dispositions théoriques. Principe de fonctionnement. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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transformateur Un appareil électrique est appelé, dans lequel le transfert de tension d'un enroulement à un autre se produit par induction électromagnétique.

Il se compose d'un noyau de fer fermé, sur lequel sont placées deux bobines (parfois plus) avec des enroulements de fil. L'un des enroulements, appelé primaire, est connecté à une source de tension alternative. Le deuxième enroulement, auquel la "charge" est connectée, c'est-à-dire les appareils et les appareils qui consomment de l'électricité, est appelé secondaire.

Action du transformateur basé sur le phénomène d'induction électromagnétique. Lorsqu'un courant alternatif traverse l'enroulement primaire, un flux magnétique alternatif apparaît dans le noyau de fer, ce qui excite l'induction EMF dans chaque enroulement.

Valeur instantanée de l'induction emf ε dans n'importe quel tour de l'enroulement primaire ou secondaire selon la loi de Faraday est déterminé par la formule

si que

où - Amplitude EMF en un tour.

Dans l'enroulement primaire ayant n₁ tours, induction totale emf est

Dans l'enroulement secondaire, la fem totale est où n₂ est le nombre de tours de cet enroulement.

Il s'ensuit que

(1)

Somme de la tension u₁appliqué à l'enroulement primaire, et EMF doit être égal à la chute de tension dans l'enroulement primaire :

où R₁- résistance d'enroulement active, ai₁ est le courant en elle.

Cette équation découle directement de l'équation générale. Habituellement, la résistance active de l'enroulement est faible et le terme i₁R₁ peut être négligé. C'est pourquoi

(2)

Lorsque l'enroulement secondaire du transformateur est ouvert, le courant n'y circule pas et la relation a lieu

(3)

Puisque les valeurs instantanées de l'EMF e₁ et e₂ changement de phase, alors leur rapport dans la formule (1) peut être remplacé par le rapport des valeurs efficaces E₁ et E₂ ces champs électromagnétiques ou, en tenant compte des égalités (2) et (3), le rapport des valeurs de tension efficaces U₁ et toi₂:

(4)

Valeur k Il a appelé rapport de transformation. Si k>1 alors le transformateur est abaissementÀ k< 1 - élevage.

Lorsque le circuit de l'enroulement secondaire est fermé, le courant y circule. Ensuite la relation

n'est plus exactement satisfaite et, par conséquent, la relation entre U₁ et toi₂ devient plus complexe que dans l'équation (4).

Selon la loi de conservation de l'énergie, la puissance dans le circuit primaire doit être égale à la puissance dans le circuit secondaire :

(5)

où et moi₁, Je₂- valeurs d'intensité de courant efficaces dans les enroulements primaire et secondaire. D'où il suit que

(6)

conclusion. Il résulte de la formule qu'en augmentant plusieurs fois la tension à l'aide d'un transformateur, on réduit le courant de la même quantité, et vice versa.

En raison des pertes d'énergie inévitables pour la génération de chaleur dans les enroulements et le noyau de fer, les équations (5) et (6) sont approximativement remplies. Cependant, dans les transformateurs modernes de haute puissance, les pertes totales ne dépassent pas 2 à 3%.

Auteur : Koryakin-Chernyak S.L.

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