Устройсто трансформатора: Г — генератор; Zнг — сопротивление нагрузки; 1 — Первичная обмотка; 2 — Вторичная обмотка; 3 — Магнитопровод.
Схема замещения двухобмоточного однофазного трансформатора.
M – магнитная связь.
На основании второго закона Кирхгофа можно записать уравнение для электрической цепи первичной и вторичной обмоток трансформатора.
Напряжение U1, подводимое к трансформатору, должно быть больше ЭДС E1 на величину потерь на активном и реактивном сопротивлениях обмоток.
Напряжение U2, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора, меньше ЭДС E2 на величину потерь на активном и индуктивном сопротивлении вторичной обмотки.
U̇1 = Ė1 + r1 · İ1 + j x1 · İ1
U̇2 = Ė2 – r2 · İ2 – j x1 · İ1
Для того чтобы объединить соединение точки a с точкой b, точки c с точкой d, нужно чтобы потенциалы этих точек были равны, т.е. ЭДС между точками a и c было равно ЭДС между точками b и d. Чтобы выполнить это условие, нужно изменить параметры с вторичной обмотки трансформатора.
Приведенные параметры:
I2’ = I2 / k
U2’ = k · U2
x2’ = k2 · x2
r2’ = k2 · r2
E2’ = k · E2
Объединив первичную и вторичную обмотки в одну схему, не была учтена магнитная связь. Чтобы ее учесть, введем в схему замещения активное и индуктивное сопротивления rμ и xμ, называемые сопротивлениями намагничивающего контура.
На основании первого закона Кирхгофа можно записать:
IM = I1 + I2’
I1 = IM – I2’
Особенности трансформатора: количество тока I1, потребляемого из сети, определяется током нагрузки I2’ и мощность активной первичной обмотки равна активной мощности вторичной обмотки.
Каждая фаза трехфазного трансформатора представляет собой однофазный трансформатор. Так как все фазы трансформатора одинаковые, то изучить работу трансформатора и определить его параметры можно на основе однофазного трансформатора.