Дроссели и трансформаторы

Сердечник трансформатора изготовлен из высоколегированных горячекатаных и повышеннолегированных холоднокатаных сталей. Холоднокатаная сталь отличается от горячекатаной меньшими удельными потерями, а также большой магнитной проницаемостью в случае намагничивания по направлению проката. Поэтому можно повышать значение магнитной индукции, что уменьшит поперечное сечение магнитопровода и размеры трансформатора.

Обмотки трансформатора обычно имеют цилиндрическую форму и выполняются из провода кругового сечения при малых токах и прямоугольного сечения при высоких значениях тока. Ближе к сердечнику расположена обмотка низких напряжений, т.к. её легче изолировать от него. После сборки магнитопровода, его стягивают. Стяжные планки, болты, шпильки и т.д. изолированы от тела магнитопровода электрическим картоном или бумагой для того, чтобы предотвратить возможные появления короткого замыкания витков вокруг сердечника и его частей.

Образование короткого замыкания витков приводит к значительным потерям.

Параметры катушки с ферромагнитным сердечником

В катушке, где магнитный поток распределен проницаемость материи настолько велика, что весь магнитный поток сосредоточен в самом сердечнике в обмотке возбуждающая ЭДС равна ; (1.) S - толщина сердечника; B - магнитная индукция.

, при большой добротности катушки .

Для наиболее употребительной формы переменное напряжение изменяет индуктивность в течении отрицательного полупериода промежутком от Вm до -Вm, а в течении положительной полуволны от

Bm до Bm. За полупериод индуктивность меняется на удвоенную амплитуду поэтому можно записать на основании формулы (1.):

Интеграл стоящий в левой части равенства, определяет среднее за полупериод значение напряжения сети , умноженное на значение полупериода, так как по определению:

, отсюда (2.)

Более удобным в энергетических расчетах является не среднее, а действующее значение напряжения:

Связь между действующим значением и средним за полупериод значением переменного напряжения определяется коэффициентом формы кривой: .

Заменив в (2) среднее напряжение на действующее, получим форму записи закона электромагнитной индукции, удобную для расчета катушек с магнитопроводом: (3).

Этот закон позволяет найти амплитуду изменения индукции Вm и следовательно, ту петлю гистерезиса или тот участок кривой намагничивания, по которому перемещается рабочая точка.

В это выражение для получения напряжения в вольтах следует подставить индукцию в теслах, а площадь сечения в кв. метрах.

Для напряжения прямоугольной формы коэффициент формы кривой равен единице. Для гармонического напряжения с амплитудой Еm, следуя определению получим:

При гармоническом напряжении ec(t) изменение индукции получается тоже гармоническим, но отстает по фазе на угол π/2. Ток катушки совпадающий по фазе с индукцией будет чисто индуктивным с амплитудой (4), где еср - длина средней линии магнитопровода, µ - магнитная проницаемость материала.

Вместе с тем на основании закона Ома для амплитуды гармонического тока имеем (5)

Статья в тему

Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Целью данной работы является расчет и проектирование усилительного каскада на биполярном транзисторе со следующими заданными параметрами: 1. Диапазон рабочих частот 2. Допустимые частотные искажения 3. Сопротивление источника сигнала и нагрузки 4. Коэфф ...