11.2. РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРА
Если поддерживать неизменным действующее значение первичного напряжения трансформатора, то величина вторичного напряжения будет меняться в зависимости от нагрузки, При холостом ходе, т. е. при разомкнутых вторичных зажимах, напряжение вторичной обмотки будет равно наводимой в ней ЭДС. При нагруженном трансформаторе напряжение вторичной обмотки будет меньше ЭДС, так как имеет место падение напряжения не только во вторичной, но и в первичной обмотке трансформатора.
В первичной обмотке величина ЭДС меньше напряжения на зажимах на величину того падения напряжения, которое создается протекающим по ней током. Трансформации же подвергается не напряжение, а ЭДС.
Следовательно, в результате увеличения нагрузки, т. е. тока, появляются две причины для уменьшения вторичного напряжения: во-первых, уменьшается ЭДС первичной обмотки и пропорционально ей уменьшается вторичная ЭДС; во-вторых, уменьшается та доля вторичной ЭДС, которая уравновешивается вторичным напряжением.
Передача энергии производится, например, по схеме на рис. 11.5. Генератор, напряжение на зажимах которого составляет 6300 В, присоединен к первичной обмотке повышающего трансформатора. Напряжение на концах вторичной обмотки составляет 110 кВ.
Рис. 11.5. Схема передачи электрической энергии: 1 — генератор; 2 — повышающий трансформатор; 3 — линия передачи; 4 — понижающий трансформатор; 5 — потребитель
При этом напряжении происходит передача энергии вдоль линии передачи. Передаваемая мощность пусть составляет 10 000 кВт, сдвиг фаз между током и напряжением отсутствует.
Если наводимое в каждом витке напряжение составляет 3 В, то первичная обмотка должна состоять из
витков, вторичная же — из
витков. Так как мощности в обеих обмотках одинаковы, то ток в первичной обмотке равен
а во вторичной обмотке
То же значение будет иметь ток в проводах линии передачи. Линия заканчивается понижающим трансформатором, вторичная обмотка которого питает потребителя.