Московского университета И. Ф. Усагин демонстрировал построенный им Т.
Принцип устройства и действия Т. На же лезном сердечнике, в большинстве случаев замкнутом, напр., составленном из двух стержней S, S (рис. 1) и двух соединяющих их полос С, С, называемых ярмами, располагаются две обмотки из изолированной проволоки: первичная I и вторичная II. Первичная обмотка включается в цепь преобразовываемого тока под напряжение' Под влиянием переменного магнитного поля, создаваемого этим током, в витках первичной и вторичной обмоток индуктируются (см. Индукция) переменные электродвижущие силы Е± и Е2, к-рые, противодействуя, по закону Ленца, вызвавшей их причине, в каждый данный момент направлены против первичного напряжения Это напряжение уравновешивается электродвижущей силой Ег и падением напряжения в первичной обмотке. При холостой работе Т., т. е. без нагрузки (при разомкнутой цепи вторичной обмотки), ток в первичной обмотке 115 (ток холостого хода) и соответ| I Ц ственно падение напряжения в этой обмотке незначительны и Рис. 1. приближённо можно принять E1=П =U1. Величина же электродвижущей силы Е во вторичной обмотке Е2 во столько раз больше или меньше Elt во сколько раз число витков во вторичной обмотке ТК2больше (или меньше), чем в первичной В результате индуктирования вторичной обмотки электродвижущей силы£7а, на зажимах этой обмотки получается напряжение U2 (вторичное напряжение), к-рое при холостом ходе точно равно Е2. Следовательно, при холостом ходе = •
^2 2 Это отношение называется коэффициентом трансформации. Та из обмоток Т., в к-рой больше витков, называется обмоткой высшего напряжения, а другая — обмоткой низшего напряжения. Соответствующим подбором чисел витков при конструировании Т. можно для любого первичного напряжения иг получить необходимое вторичное напряжение U2. При присоединении к питающей сети обмотки высшего напряжения Т. понижает напряжение (понижающий Т.); если же первичной обмоткой служит обмотка низшего напряжения, то Т. повышает напряжение (повышающий Т.). При нагрузке Т., т. е. при замкнутой цепи вторичной обмотки, по ней проходит ток, называемый вторичным. Создаваемое им магнитное поле ослабляет, согласно закону Ленца, поле тока в первичной обмотке (первичного тока), а вместе с ним и электродвижущие силы Ег и Е2. Уменьшение первой при неизменном напряжении и± сети, к к-рой присоединён Т., вызывает соответствующее увеличение поступающего в Т. из этой сети первичного тока, что и компенсирует ослабление магнитного поля вторичным током.
При уменьшении же нагрузки, т. е. вторичного тока, соответственно уменьшается и первичный ток. Таким образом, при изменениях нагрузки Т. автоматически регулирует вели 722'
чину потребляемого им из сети тока. Вследствие падения напряжения в обмотках Т.,. доходящего при полной нагрузке до 5—10%, напряжение, получаемое от Т., несколько* меньше, нежели напряжение U2 при холостом ходе, входящее в приведённую выше формулу коэффициента трансформации. Если высшее* напряжение Т. только в 2—3 раза болыпа низшего, то Т. иногда конструируют с одной обмоткой. Такие Т. называются автотрансформаторами. В понижающих автотрансформаторах первичное напряжение (рис. 2) подводят ко всей обмотке, а на зажимах, отведённых от части обмотки, получают вторичное f напряжение U2i котороемень — I | gf ше иг во столько раз, во сколько раз число витков W2 I I
> в этой части обмотки меньше 4 — i числа витков во всей обРиСв 2. мотке. В повышающих автотрансформаторах первичное напряжение подводится к части обмотки; при этом у зажимов всей обмотки получается соответственно* повышенное напряжение.
Экономичность работы Т. характеризуется коэффициентом полезного действия, показывающим, какую часть мощности, получаемой им из питающей сети, он отдаёт во вторичную цепь. Потери в Т., состоящие из: 1) потерь в железе сердечника на вихревые токи (см.> и гистерезис (см.) и 2) потерь на нагревание током обмоток (потерь в меди),’незначительны и потому коэффициент полезного действия Т. при нормальных условиях работы весьма высок (98—99% ). Так как мощность, получаемая Т. из первичной цепи, вследствие незначительных потерь, почти целиком передаётся во вторичную цепь, то можно считать, что токи в обмотках Т. обратно пропорциональны напряжениям обмоток. Поэтому обмотка низшего напряжения делается из более толстой проволоки (или полос), рассчитанной на ббльшую силу тока, нежели обмотка высшего напряжения.
Классификация. По назначению Т. бывают: силовые (для передачи электрич. энергии и распределения её между потребителями),, осветительные (для приёма и распределения энергии в осветительных сетях), сварочные (для электросварки), для индукционных печей, пусковые (для пуска в ход моторов переменного тока) и др. Особое место занимают измерительные! 1, (см. Трансформаторы измерительные) посредством к-рых присоединяются к цепям высокого напряжения измерительные и контрольные приборы. В зависимости от назначения Т. строятся на самые разнообразные напряжения — от 1V до 220.000 V (промышленного типа) и до 1.000.000 V и выше (лабораторного типа). Т. конструируются на определённую кажущуюся мощность (см. Ток электрический), выражаемую в вольт-амперах (условное обозначение VA) или в киловольтамперах (kVA), и строятся, начиная от самых малых мощностей (примерно от 0, 5 VA) до самых больших (100.000 kVA) для передачи громадных количеств энергии.
Конструкция. Большинство линий магнитного потока Т. (с замкнутым сердечником)» замыкается в сердечнике (линия 1 на рис. 1); однако некоторые из них замыкаются и через^ воздух (линия 2 на рис. 1). Для того чтобы;
