|
В соответствии со 2 законом Кирхгофа напряжение, подведенное к первичной обмотке равно сумме падения напряжения на активном сопротивлении обмотки и двух ЭДС, обусловленных магнитными потоками, сцепленными с первичной обмоткой. При этом имеется ввиду, что один магнитный поток замыкается через сердечник трансформатора, а второй - через воздух. И так, как эти магнитные потоки «ведут» себя по разному, то в законе Кирхгофа они описываются по разному. Сопротивление вторичной обмотки также состоит из активного и индуктивного сопротивлений. Активное сопротивление играет роль только при подключенной ко вторичной обмотке нагрузке, индуктивное сопротивление - характеризуется индуктивностью рассеяния, и в свою очередь, обусловлена магнитным потоком, замыкающимся, помимо магнитопровода, еще и по воздуху, минуя первичную обмотку. Переменный магнитный поток в сердечнике, индуцируемый переменным напряжением в первичной обмотке, вызывает в магнитопроводе вихревые токи, зависящие от частоты, проводимости материала магнитопровода и его формы. Помимо потерь вихревые токи размагничивают магнитопровод, вытесняя магнитный поток к поверхности. Именно для снижения влияния вихревых токов (токов Фуко) магнитопровод собирают из отдельных, электрически изолированных тонких пластин. При этом значение вихревых токов значительно уменьшается (до 1% ). Удельные потери в сердечнике трансформатора имеют одну природу - нелинейность процесса намагничивания стали. Известно, что ферромагнитные тела состоят из областей самопроизвольного (спонтанного) намагничивания. Магнитное состояние каждой области характеризуется вектором намагниченности. Направление вектора намагниченности зависит от внутренних упругих напряжений и кристаллической структуры ферромагнитного тела.
Векторы намагниченности отдельных областей ферромагнитного тела, на которые не воздействует внешнее магнитное поле, равновероятно направлены в различные стороны. Поэтому во внешнем относительно этого тела пространстве намагниченность тела не проявляется. Если же его поместить во внешнее поле, то под его воздействием векторы намагниченности отдельных областей повернутся в соответствии с направлением поля. При этом индукция результирующего поля в теле может оказаться во много раз больше, чем магнитная индукция внешнего поля до помещения в него ферромагнитного тела. При периодическом перемагничивании ферромагнетика в нем совершаются необратимые процессы, на которые расходуется энергия от намагничивающего источника. В общем случае потери в ферромагнитном сердечнике обусловлены гистерезисом, токами Фуко и магнитной вязкостью. Степень проявления различных видов потерь зависит от скорости перемагничивания ферромагнитного материала.
|
