1. Назначение электрических машин и трансформаторов.

Электрическая машина — это электромеханический преобразователь энергии, основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Лоренца, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле.

Назначение: 1) Преобразование энергии — основное назначение электрических машин в качестве двигателя или генератора.

2) Преобразование переменного тока в постоянный.

3) Преобразование величины напряжения.

4) Усиление мощности электрических сигналов. В этом случае электрическая машина называется электромашинным усилителем.

5) Повышение коэффициента мощности электрических установок. В этом случае электрическая машина называется синхронным компенсатором.

Трансформатор - электрическая машина, имеющая набор индуктивно связанных обмоток и предназначенная для преобразования посредством электромагнитной индукции одной системы переменного тока в другую. Предназначен чаще всего для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных, сигнализационных и других устройствах.

3. Основные соотношения в идеальном трансформаторе.

Идеальный трансформатор — трансформатор, у которого отсутствуют потери энергии на нагрев обмоток и потоки рассеяния обмоток. В идеальном трансформаторе все силовые линии проходят через все витки обеих обмоток, и поскольку изменяющееся магнитное поле порождает одну и ту же ЭДС в каждом витке, суммарная ЭДС, индуцируемая в обмотке, пропорциональна полному числу её витков. Такой трансформатор всю поступающую энергию из первичной цепи трансформирует в магнитное поле и, затем, в энергию вторичной цепи. В этом случае поступающая энергия равна преобразованной энергии: P1=I1*U1=P2=I2*U2, где P1-мгновенное значение поступающей мощности, P2 - преобразованной. Уравнение идеального трансформатора: U2/U1=I1/I2=N2/N1. при увеличении напряжения на концах вторичной обмотки U2, уменьшается ток вторичной цепи I2.

5. Уравнение магнитодвижущих сил и токов трансформатора.

Уравнение равновесия МДС составим по 2-му закону Кирхгофа для магнитной цепи. Примем, что положительные направления МДС первичной и вторичной обмоток совпадают с направлением потока Ф0(поток взаимоиндукии), тогда F1+F2=Uм, где F=i*w(МДС любой из обмоток). Падение магнитного потенциала Uм в магнитопроводе трансформатора, работающего с нагрузкой, практически такое же, как при холостом ходе. Объясняется это тем, что магнитный поток Ф0 при х.х. и нагрузке практически одинаков, практически одинаково и магнитное сопротивление Rм. Однако при х.х. в трансформаторе действует только одна МДС х.х. первичной обмотки F0=i0w1, и можно записать F0=Uм. Приравнивая правые части уравнений, получим: i1w1+i2w2=i0w0. I0w1 - намагничивающую, необходимую для проведения основного магнитного потока Ф0 по магнитопроводу. в комплексной форме выглядит также, только I(большая) и с точкой вверху. I1w1=I0w1+(-I2w2), (-I2w2) - необходимую для компенсации размагничивающего действия вторичной обмотки, т.е. передачи энергии с первичной на вторичную сторону трансформатора.