Трансформатор – пассивное электротехническое устройство, которое преобразует (повышает или понижает) один из параметров переменного электрического тока – напряжение или ток. Более подробную характеристику и информацию можно получить на сайте Силового и приводного оборудования.

Принцип действия и устройство

Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции – возникновении магнитного потока в металлической детали, находящейся внутри свернутого в несколько витков проводника (катушки, соленоида), по которому пропущен переменный ток. Если на этой же металлической детали разместить еще один соленоид, то в ней так же возникнет переменный ток, сила которого может быть как выше того, что течет по обмотке первой катушки, так и ниже. Индуцированный во вторичной обмотке ток является источником ЭДС, величина которой тем выше, чем ниже сила тока.

Эффект трансформации объясняется законом Ома: чем больше витков в катушке, тем выше ее сопротивление, ниже ток и выше напряжение. Если вторичная обмотка больше первичной, то напряжение на ее контактах больше, чем исходное. И наоборот. Поэтому электрическая мощность в обоих случаях остается практически неизменной, если не брать небольших потерь в сердечнике (магнитопроводе).

Результат деления величины напряжения в первичной обмотке на напряжение во вторичной называется коэффициентом трансформации. Это масштабирующая характеристика, показывающая, что изменяются лишь величины параметров ЭДС, а не природа явлений, происходящих в обмотках.

Конструкция однофазного трансформатора такова: на замкнутом металлическом магнитопроводе расположено две обмотки: первичная, на которую подается изменяемое напряжение, и вторичная, с которого измененную ЭДС снимают.

Трехфазные устройства – это пакет из трех пар первичных и вторичных обмоток на едином магнитопроводе. Концы обмоток могут соединяться как по схеме «звезда», так и «треугольник».

Типы трансформаторов

Их можно разделить на три группы:

  1. Силовые.

  2. Измерительные.

  3. Специальные.

Силовые – это те, что участвуют в работе систем электропитания. Независимо от того, какое напряжение и ток подается и снимается с их обмоток – будь то подстанции с напряжением в сотни киловольт или блок питания ноутбука. Особое место среди них занимают автотрансформаторы. В них первичная и вторичная обмотки равны и имеют непосредственный электрический контакт, а магнитный поток играет роль инерционного балласта. Их применяют в качестве стабилизаторов и регуляторов напряжения. Силовые автотрансформаторы используются в качестве промежуточных станций, обеспечивающих передачу электричества на дальние расстояния.

По силе тока во вторичной обмотке можно судить о напряжении в основной электрической магистрали, поскольку коэффициент трансформации имеет прямую зависимость от количества витков в ней. Если силовые линии электропередач слишком мощные, то к ним нельзя подключать измерительные приборы (например, электросчетчики) напрямую. Они просто сгорят. Проблему решают трансформаторы тока – их первичная обмотка подключается в линию последовательно, а со вторичной снимается ослабленный ток.

Специальные обеспечивают работу схем управления. Они преобразовывают импульсные сигналы, являются элементами, согласующими каскады. И даже играют роль элементов памяти (трансфлюксор) за счет остаточной намагниченности сердечника.