Контрольные вопросы

1. Какими приборами измеряется сила тока,  напряжение и сопротивление?

2. Назовите преимущества приборов электромагнитной системы.

3. На каком принципе основано действие приборов магнитоэлектрической системы?

4. Для чего к амперметру подключают шунт?

5. По какой формуле можно вычислить величину добавочного сопротивления, Присоединяемого к вольтметру?

6. Какими приборами измеряют расход электрической энергии?

7. Для чего служат датчики?

8. Изобразите схему включения ваттметра.

9. По какой формуле вычисляется неизвестное сопротивление, измеренное Гостом, при его электрическом равновесии?

Глава VII трансформаторы

 

§ 80. Общие сведения о трансформаторах

 

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток той же частоты, но другого напряжения.

Трансформаторы получили очень широкое практическое приме­нение для передачи электрической энергии на большие расстояния для распределения энергии между ее приемниками и в различных выпрямительных, сигнализационных, усилительных и других устрой­ствах.

При передаче электрической энергии от электростанций к ее потребителям большое значение имеет величина тока, протекающего по проводам. В зависимости от силы тока выбирается сечение прово­дов линии передачи энергии и, следовательно, определяется сто­имость проводов, а также и потери энергии в них.

Если при одной и той же передаваемой мощности увеличить на­пряжение, то ток в той же мере уменьшится, а это позволит приме­нять провода с меньшим поперечным сечением для устройства линии передачи электрической энергии и уменьшит расход цветных металлов, а также уменьшит потери мощности в линии.

Поперечные сечения проводов и потери мощности в них опреде­ляются следующими выражениями:

так как

где q — поперечное сечение провода, мм2,

      I — сила тока, а,

     δ — плотность тока, а/мм2,

     U — напряжение в линии электропередачи, в,

     Р— передаваемая мощность, вт,

     Рл — потери мощности в линии электропередачи, вт,

     r— сопротивление провода, ом,

     l — длина линии, м,

     ρ—удельное сопротивление материала провода,

Таким образом, при неизменной передаваемой мощности попе­речное сечение провода и потери мощности в линии обратно про­порциональны напряжению.

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях син­хронными генераторами при напряжении 11—18 кв (в некоторых случаях при 30—35 кв). Хотя это напряжение очень велико для не­посредственного его использования потребителями, однако оно не­достаточно для экономичной передачи электроэнергии на большие расстояния. Для увеличения напряжения применяют повышающие трансформаторы.

Приемники электрической энергии (лампы накаливания, элек­тродвигатели и т. д.) из соображений безопасности для лиц, поль­зующихся этими приемниками, рассчитываются на более низкое напряжение (ПО—380 в). Кроме того, высокое напряжение требует усиленной изоляции токоведущих частей, что делает конструкцию аппаратов и приборов очень сложной. Поэтому высокое напряже­ние, при котором передается энергия, не может непосредственно использоваться для питания приемников, вследствие чего к потре­бителям энергия подводится через понижающие  трансформаторы.

Таким образом, электрическая энергия при передаче от места ее производства к месту потребления трансформируется несколько раз (3—4 раза). Кроме того, понижающие трансформаторы в распре­делительных сетях включаются неодновременно и не всегда на пол­ную мощность, вследствие чего мощности установленных трансфор­маторов зачительно больше (в 7—8 раз) мощностей генераторов, вырабатывающих электроэнергию на электростанциях.

На рис.. 98 изображена принципиальная схема трансформатора; для ясности обмотки его помещены на разных стержнях стального сердечника. В действительности каждая обмотка располагается на

обоих стержнях так, что половины двух обмоток находятся на левом, а вторые половины — на правом стержнях сердечника. При таком размещении обмоток достигается лучшая магнитная связь между ними, вследствие чего уменьшаются потоки рассеяния, которые не участвуют в процессе трансформирования энергии.

Обмотка, включенная в сеть источника электрической энергии называется первичной; обмотка, от которой энергия подается к при­емнику,— вторичной.

Обычно напряжения первичной и вторичной обмоток неодинаковы.

Если первичное напряжение меньше вторичного, то трансформатор называется повышающим, если же первичное напряжение больше вторичного, то понижающим. Любой трансформатор может быть использован и как повышающий, и как понижающий.