Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


Трансформатор. Передача електроенергії на великі відстані

4355
знаков
0
таблиц
2
изображения
Трансформатор. Передача електроенергії на великій відстані

Електрорушійна сила потужних генераторів електростанцій досить велика. А на практиці найчастіше потрібна не дуже висока напруга. Перетворення змінного струму, за якого напруга збільшується чи зменшується в декілька разів майже без затрат потужності, здійснюється за допомогою трансформаторів.

Уперше трансформатор створив 1878 року російський вчений Яблочков, а на початку ХХ ст. його удосконалив професор Усатін і професор Київського університету Доліво-Добровольський. Трансформатор складається із замкненого осердя із феромагнетика, на якому розміщують дві (інколи більше) котушки у вигляді обмоток із дроту. Одну обмотку, яку вмикають у джерело змінної напруги, називають первинною, другу обмотку, до якої приєднують "навантаження", що споживає енергію, називають вторинною (рис.5.2.12):

Дія трансформатора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Якщо до первинної обмотки трансформатора, яка містить N1 витків, прикласти змінну напругу, то по обмотці буде проходити струм і створить в осерді циркулюючий магнітний потік:

Ф = Фmaxcost.

Цей потік, перетинаючи витки котушок, створить у кожному з них ЕРС індукції, яка дорівнює:

1 = - NФ' = NФmaxsint  i1 = N1Фmaxsint, i2 = N2Фmaxsint

або

.

Якщо активний опір дроту первинної котушки значно менший від його індуктивного опору, то прикладена напруга U1 = - 1.

Коли коло вторинної котушки розімкнено (режим холостого ходу трансформатора), напруга U2 на її кінцях в довільний момент часу дорівнює значенню ЕРС індукції 2, взятому з протилежним знаком. Тому

 .

Це відношення називають коефіцієнтом трансформації

k: .

Якщо k > 1, трансформатор буде знижувальним; якщо k < 1 - підвищувальним.

Трансформатор перетворює змінний електричний струм так, що відношення струму до напруги приблизно однакове в первинній і вторинній обмотках.

Трансформатор - це пристрій досить високої ефективності. Коефіцієнт корисної дії  багатьох з них досягає 97%, тобто потужність, споживана первинною обмоткою, майже без втрат передається вторинній обмотці:

 

I1U1 I2U2

Це забезпечується набиранням осердя із металевих пластинок, ізольованих між собою, та зменшенням унаслідок цього втрат через струми Фуко. У потужних трансформаторах використовують охолодження оливою.

В електричних схемах трансформатор зображають так, як показано на рис.5.2.13.

За допомогою трансформатора знижують значення струму і збільшують напругу під час передавання електричної енергії. Це сприяє зниженню теплових втрат (Q = I2Rt - закон Джоуля-Ленца). Ураховуючи, що потужність струму дорівнює добутку напруги на струм, таке зменшення струму не змінить передаваної потужності.

Передавання електроенергії на великі відстані здійснюють за напруг у декілька сотень тисяч вольтів. Генератори потужних електростанцій виробляють струм з напругою від 6 до 20 кВ. Для передавання електроенергії від електростанцій використовують трансформатори для підвищення напруги до декількох сотень кіловольтів. На місцях споживання електроенергії за допомогою трансформаторів напругу зменшують (рис.5.2.14).

Сучасна цивілізація немислима без широкого використання електроенергії. Порушення постачання електроенергією великого міста внаслідок аварії паралізує його життя.

Понад 90% споживаної людством енергії отримують від спалювання вугілля, нафти, газу. Для цього використовують теплові електростанції, на яких хімічна енергія палива перетворюється в електричну. За рахунок згоряння палива відбувається нагрівання води, перетворення її в пару і нагрівання пари. Струмінь пари високого тиску спрямовується на роторні лопаті парової турбіни і примушує його обертатися. Ротор турбіни обертає ротор генератора електричного струму. Генератор змінного струму перетворює механічну енергію в енергію електричного струму.

Змінний струм від генератора по провідниках надходить до споживачів, де електрична енергія перетворюється в інші види енергії. За допомогою електродвигуна змінного струму енергія електромагнітних коливань перетворюється у механічну енергію, а в лампах розжарювання, в спіралях електронагрівальних приладів електрична енергія змінного струму перетворюється у внутрішню енергію. Електричну енергію широко застосовують у промисловості, сільському господарстві, на транспорті тощо.


Информация о работе «Трансформатор. Передача електроенергії на великі відстані»
Раздел: Физика
Количество знаков с пробелами: 4355
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 2

Похожие работы

Скачать
89256
0
0

... , що входять до складу атома речовини. Розвиток вчення про електромагнітне поле, відкриття електрона, встановлення електричної структури атома привели до синтезу цих досягнень в так званій електронній теорії, що склалася в кінці XIX – початку XX вв. Основи цієї теорії містилися в роботах видатного голландського ученого Г. Лоренца (1853-1928), резюмовані І книзі "Теорія електронів" (1909г). ...

Скачать
97493
17
5

... містом та приміською зоною. Мережа вулиць проектується у вигляді єдиної системи з урахуванням функціонального призначення окремих вулиць, планувальної організації території і характеру забудови, вимог охорони навколишнього середовища. Основу вуличної мережі міста утворюють магістраті загальноміського значення - з них і починається її проектування. Принциповий напрямок трас зумовлений прийнятим ...

Скачать
64319
0
13

... радіозавади. За способом засвічування ПРА поділяються на три групи: стартерного, швидкого та миттєвого засвічування. 9. Структура умовного позначення більшості ПРА має такий вигляд: Рис. 7 10. Люмінесцентні лампи можуть вмикатися в електричну мережу за двома схемами: стартерною та безстартерною. Ці лампи вмикають в електричну мережу послідовно з баластним опором, який обмежує струм у ...

Скачать
26642
2
4

... утворює магнітне коло, по якому замикається основний магнітний потік трансформатора, а по-друге, є основою для встановлення та кріплення обмострум, виводів, перемикачів. 2. Будова і принцип дії зварювальних трансформаторів Джерела змінного струму широко використовують для ручного дугового зварювання покритими електродами, на автоматах для зварювання під флюсом, для зварювання неплавкими ...

0 комментариев


Наверх