Тема №2. Цепи переменного тока с активными и реактивными элементами.

План:

1) Цепь переменного тока с резисторами, схема, график, векторная диаграмма;

2) Цепь переменного тока с конденсаторами, схема, график, векторная диаграмма;

3) Цепь переменного тока с катушкой индуктивности, схема, график, векторная диаграмма.

Цепь с резистором.

На активном элементе – резисторе – нет сдвига фаз между током и напряжением.

Угол сдвиг фаз равен 0.

Цепь с конденсатором.

На конденсаторе напряжение отстаёт от тока на .

Угол сдвиг фаз равен . Это видно на графике и на векторной диаграмме.

Напряжение отстаёт, т.к. зарядам нужно время, чтобы скопиться на обкладках конденсатора и создать на конденсаторе напряжение.

Цепь переменного тока с катушкой индуктивности.

На катушке индуктивности ток отстаёт от напряжения на .

Сдвиг фаз между током и напряжением составляет .

Ток отстаёт, т.к. зарядам, образующим этот ток, нужно время, чтобы пройти по всем веткам катушки.

 

Тема №3. Трансформаторы.

План:

1) Определение, назначение, применение трансформатора;

2) УГО трансформатора;

3) Основные параметры трансформатора;

4) Трансформатор в рабочем режиме, холостого хода, режиме короткого замыкания;

5) Коэффициент полезного действия трансформатора;

6) Расчёт параметров трансформатора;

7) Основные характеристики трансформатора.

 

Трансформатор – это электропреобразовательный прибор, работающий на переменном токе и преобразующий напряжение и ток одной величины в напряжение и ток другой величины.

Принцип работы трансформатора основан на явлении взаимоиндукции.

Конструктивно трансформатор состоит из:

1) двух катушек (обмоток);

2) магнитопровода.

Обмотка, которая подключается к источнику, называется первичной; обмотка, которая подключается к нагрузке, называется вторичной или выходной.

 

УГО трансформатора.

 

Схема трансформатора в рабочем режиме.

Где:

U₁ и I₁ – напряжение и ток в первичной обмотке – первичные параметры;

U₂ и I₂ – напряжение и ток во вторичной обмотке – вторичные параметры.

 

Основным параметром трансформатора является коэффициент трансформации, который показывает, как изменится напряжение и ток в трансформаторе.

;

 

где:

n₁ – количество витков в первичной обмотке;

n₂ – количество витков во вторичной обмотке.

Трансформатор называется повышающим, если

Это происходит при условии, что n₂>n₁, при этом К<1.

Трансформатор называется понижающим, если

Это происходит при условии, что n₂<n₁, при этом К>1.

 

Трансформатор в режиме холостого хода.

 

Трансформатор в режиме короткого замыкания.

Закон сохранения энергии в трансформаторе.

Полная мощность в первичной обмотке трансформатора равна полной мощности во вторичной обмотке трансформатора.

S1=S2

Где S1 – полная мощность первичной обмотки;

S2 – полная мощность вторичной обмотки.

 

Из прямоугольного треугольника мощностей следует:

 

Характеристики трансформатора.

Внешняя характеристика – это зависимость напряжения во вторичной обмотке от тока во вторичной обмотке.

 

График зависимости КПД от тока во вторичной обмотке.