5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение

5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение

^ 5.2. Электронный трансформатор
Как понятно, электронный трансформатор – это статическое устройство, созданное для преобразования величины переменных ЭДС и токов. Трансформатор состоит из нескольких электрически не соединенных и недвижных друг относительно друга обмоток, связанных меж собой 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение методом электрической индукции. Одна из обмоток является первичной, она присоединяется к наружному источнику ЭДС, другие обмотки являются вторичными, ЭДС в их появляется в итоге скрещения их силовыми линиями магнитного поля, создаваемого током первичной обмотки 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение. С вторичных обмоток перевоплощенное по величине напряжение передается потребителям энергии.

Трансформатор с стальным сердечником вследствие значимого роста коэффициента связи меж обмотками позволяет при значительно наименьших габаритах, чем трансформатор без сердечника, преобразовывать 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение существенно огромные мощности.

Расчет трансформатора основывается на законе Фарадея

Е = – μμоSдB/дt,

(5.31)


где е – эдс, возникающая на обмотке, намотанной на металлическом сердечнике, площадь поперечного сечения которого равна S и материал которого имеет относительную 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение проницаемость μ; дB/дt – скорость конфигурации магнитной индукции в сердечнике. Обычно расчет обмоток трансформаторов делается по другой формуле, вытекающей из закона Фарадея:

е = – 2πμμоw2f I S / l,

(5.32)


где е – ЭДС 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение на обмотке, μ – относительная магнитная проницаемость стального сердечника, μо – маггнитная проницаемость вакуума, w – количество витков обмотки, f – частота питающего напряжения либо тока, I – амплитуда переменного тока, S – площадь сечения сердечника, l – средняя длина силовой полосы 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение магнитного потока в сердечнике.

Коэффициент трансформации k при ненасыщенном сердеченике при всем этом определяется как отношение числа витков вторичной обмотки w1 к числу витков первичной обмотки w2 (в неких справочниках 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение он определен как оборотная величина):


k = w1/w2 = U1/U2.

(5.33)


Тут U1 и U2 – напряжения на первичной и вторичной обмотках соответственно при отсутствии нагрузки на вторичной обмотке трансформатора (режим холостого хода).

При анализе механизма 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение работы трансформатора появляется серия вопросов:

1. Каким образом энергия передается магнитным полем из первичной обмотки во вторичную?

2. Какую роль играет металлический сердечник для роста коэффициента связи меж первичной и вторичной обмотками?

3. Почему при понижении 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение сопротивления нагрузки во вторичной обмотке и увеличении вследствие этого в ней тока вырастает соответственно ток в первичной обмотке, т.е. каковой механизм воздействия тока во вторичной обмотке на величину тока 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение в первичной обмотке?

Ответ на 1-ый вопрос принципно рассмотрен выше при анализе электрической связи проводников. Электроны в первичном проводнике под воздействием наружной ЭДС ориентируют свои оси кольцевого вращения (спин) повдоль проводника, в итоге чего 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение вокруг проводника появляются кольцевые полосы магнитного поля, составленные из примыкающих друг к другу кольцевых винтообразных тороидов. Эти потоки распространяются во наружное место. Если поток эфира, направленный перпендикулярно оси проводника, статичен, то 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение все давления на поверхности электрона уравновешены (рис. 5.5а) и никакой принудительной ориентации он не подвержен. Если же поток эфира не стационарен, то в проводнике появляется градиент скоростей потоков эфира, это 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение приводит к неустойчивым давлениям на поверхности электрона и создается момент сил, ориентирующий электрон таким макаром, чтоб его основная ось (спин) ориентировалась по оси вторичного проводника (рис. 5.5б). Таким макаром, идет процесс передачи 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение ЭДС из первичного проводника во вторичный.





Рис. 5.5. Воздействие потока эфира на электрон в проводнике:

а – электрон в стационарном потоке эфира; б – электрон в градиентном потоке эфира.


Если вторичный проводник разомкнут, то появившаяся ЭДС 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение концентрирует электроны на одном из концов проводника. Тороидальные потоки электронов, уже находящихся на конце проводника, делают на других электронах проводника момент сил, уравновешивающий момент сил, создаваемый наводимой эдс, смещение электронов повдоль проводника и их 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение принудительный поворот прекращаются.

Если же вторичный проводник подключен к нагрузке, то электроны смещаются, противодействующий ориентации момент слабеет, все электроны проводника ориентируются за счет разности моментов воздействующих сил. Во вторичном 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение проводнике возникает ток.

Излагаемая высококачественная картина взаимодействия магнитного поля и электронов довольно условна и в предстоящем должна быть уточнена.

Если трансформатор не имеет стального сердечника, то магнитное поле в пространстве распределено не напряженно, этот 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение процесс описан выше применительно к взаимодействию проводников и контуров. Но если в трансформаторе есть металлический сердечник, то картина значительно изменяется. Если вторичная обмотка трансформатора разомкнута и ток в ней отсутствует 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение, то трансформатор является обыденным дросселем, индуктивностью с стальным сердечником, рассмотренным выше. Магнитное поле оказывается запертым в пространстве снутри стального сердечника и потому по мере нарастания тока в первичном проводнике напрягается подобно сжимаемой пружине. Это 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение сжатие магнитного поля препятствует развороту электронов в первичном проводнике, там ток становится меньше того, который был бы в нем при отсутствии стального сердечника. Тогда появляется последующая цепочка взаимодействий: ЭДС сети делает в 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение первичной обмотке электронную напряженность, под воздействием которой электроны первичной сети ориентируются в пространстве, создавая вокруг их кольцевые потоки эфира. Эти потоки попадают в металлический сердечник и разворачивают домены, чем напрягаются связи 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение доменов с остальным веществом сердечника. Чем больше сечение железа, тем больше доменов необходимо повернуть. Это усилие через поле передается электронам первичной обмотки, в итоге угол поворота электронов оказывается меньше, чем если б 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение стального сердечника не было.

Наличие стального сердечника препятствует распространению магнитного поля за его пределы. В итоге энергия давления магнитного поля более много употребляется вторичной обмоткой и там создается возможность для поддержания 1-го 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение и такого же значения ЭДС при наименьшем сопротивлении нагрузки.





Рис. 5.6. Изменение градиента напряженности магнитного поля в трансформаторе с конфигурацией нагрузки на вторичной обмотке: а – схема размещения обмоток в опыте; б – электронная схема 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение опыта; в – изменение эдс на измерительной обмотке при изменении нагрузки на вторичной обмотке; г – эквивалентная механическая схема передачи энергии в газопроводе; I – положение упругой стены при малом давлении; II – положение упругой 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение стены при большенном давлении; д – эпюра давлений в газопроводе; е – эпюра скоростей в газопроводе


Тут более близкой механической аналогией является труба, заполненная газом, на который давит поршень. В трубе имеется турбинка, способная 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение совершать работу. Пока она недвижна, давление газа высочайшее, оно выровнено, поршень неподвижен и не совершает работы. Но если турбинка начинает крутиться, совершая работу, то газ пропускается через лопатки турбинки на выход трубы, начинает 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение вытекать, в сосуде устанавливается градиент давлений от поршня к отверстию, также устанавливается определенная скорость истечения газа. Поршень же, перемещаясь, совершает работу (рис. 5.6).

Если стены трубы не владеют достаточной упругостью, то при повышении давления газ 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение расширяет стены трубы, появляется параллельный турбинке выход газа вовне, эффективность турбины падает. В этой аналогии роль стен трубы делает металлический сердечник. При насыщении сердечника он перестает экранировать магнитное поле 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение, упругость поля понижается, и миниатюризируется толика энергии, поступающая во вторичную обмотку. Все это отлично соответствует известной эквивалентной схеме трансформатора.

Наличие разомкнутой вторичной обмотки никак не изменяет ситуацию. Но если вторичная обмотка подключена к нагрузке 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение, то часть энергии потоков эфира, сделанных первичной обмоткой, передается электронам вторичной обмотки, скорость потоков эфира понижается, а градиент скорости возрастает, соответственно пропорционально повышению тока во вторичной обмотке вырастает градиент напряженности магнитного 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение поля.

Проверка этого происшествия может быть выполнена довольно легко. Нужно расположить первичную и вторичную обмотки трансформатора на обратных концах стального сердечника, а посредине расположить третью обмотку, состоящую из 2-ух схожих встречно включенных обмоток 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение. На ней появится ЭДС, которая будет возрастать при уменьшении сопротивления нагрузки и роста тока во вторичной обмотке. Эта ЭДС свидетельствует об изменении градиента магнитного поля при изменении тока во вторичной обмотке. Поставленный 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение опыт это на сто процентов подтвердил. Но это никак не вытекает из имеющейся теории трансформатора.

В обыденных формулах расчета трансформатора зависимость ЭДС от того, как размещены обмотки на трансформаторном сердечнике, не 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение предусмотрена, так как в обыденных трансформаторах первичная и вторичная обмотки располагаются конкретно одна над другой. Но и в данном случае наблюдаются, некие несоответствия расчетам, но их разъясняют так именуемыми магнитными полями 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение рассеивания. Отчасти это так, но, все же, не соответствие расчетам необходимо разъяснять и различием в расположениях первичной и вторичных обмоток.

Как уже указывалось выше, коэффициент взаимоиндукции проводников конкретно находится в зависимости от расстояния меж 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение ними. Потому с удалением обмоток на трансформаторе друг от друга коэффициент их взаимоиндукции также должен понижаться.

Для проверки этого происшествия был выполнен последующий опыт (рис. 5.7).



Рис. 5.7. Зависимость относительного значения коэффициента трансформации 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение от взаиморасположения обмоток: а – схема расположения обмоток на кольцевом сердечнике при проведении опыта; б – изменение коэффициента трансформации при изменении расстояния меж обмотками.


На ферритовом кольце, имеющем наружный поперечник 98 мм, внутренний поперечник 60 мм и толщину 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение 15 мм, были размещены две обмотки по 10 витков, одна из которых могла передвигаться повдоль кольца (рис. 5.7а). Первичная обмотка запитывалась от звукового генератора, на вторичной обмотке в режиме холостого хода измерялась эдс. Измерения 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение проводились на частотах 20 и 200 кГц. Результаты измерений сведены в таблицу 5.2 и в виде графика показаны на рис. 5.7б.

Таблица 5.2

Частота

Напряжение

на втор. обм.,

коэфф. транс.

Угол разнесения обмоток на сердечнике, град

(расстояние 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение меж центрами обмоток, мм)



(0)

45°

(30,6)

90°

(55,9)

180°

(79)

20 кГц

U2, мВ

149

141

136

134

ктр

1

0,949

0, 913

0,899

200 кГц

U2, мВ

1534

1459

1401

1364

ктр

1

0,951

0,913

0,899


Некий разброс показаний может быть отнесен за счет некорректности фиксации расположения обмоток при опыте. Но итоговый итог – более 10% уменьшения коэффициента трансформации за счет раздвигания обмоток на общем сердечнике 5.2. Электрический трансформатор - В. А. Ацюковский Теория, эксперименты, внедрение – никак не может быть отнесен на этот счет, так же как он не может быть отнесен и на счет обычного разъяснения эффекта из-за полей рассеивания магнитного поля.



52-investicii-otchet-ob-ocenke-rinochnoj-stoimosti-akcij-oao-dagenergo-data-sostavleniya-otcheta.html
52-kakoj-pokazatel-rentabelnosti-opredelyaetsya-otnosheniem-chistoj-pribili-k-sobstvennomu-kapitalu-i-dolgosrochnimi-obyazatelstvami.html
52-kompleks-mer-po-sozdaniyu-sistemi-gosudarstvennogo-informacionnogo-obespecheniya-v-sfere-selskogo-hozyajstva.html