ТЕОРЕТИЧНІ      ВІДОМОСТІ.

Трансформатор перетворює змінний струм однієї напруги на змінний струм іншої напруги при незмінній частоті. Він складається із замкнутого осердя, виготовленого із спеціальної листової трансформаторної сталі, на якому розміщено котушки ( їх називають обмотками ) з  мідного дроту з різною кількістю витків (w). Одну з обмоток, яку називають первинною, під’єднують до джерела змінної напруги. Прилади, які споживають електроенергію, під’єднують  до  вторинних   обмоток. Вторинних  обмоток  може бути декілька.

 Якщо   первинну   обмотку   під’єднати   до   джерела   змінної   напруги ,  а  вторинна  буде розімкнута ( цей режим роботи називають холостим ходом трансформатора ), то в первинній обмотці з’явиться слабкий струм, який створює в осерді змінний магнітний потік. Цей потік наводить у кожному витку обмоток однакову ЕРС, тому ЕРС індукції в кожній обмотці буде прямо пропорційна  кількості  витків  у  цій   обмотці,  тобто

e₁ / e₂      =      w₁ / w₂

Якщо вторинна обмотка буде розімкнута, то напруга на її затискачах U₂ дорівнюватиме    е.р.с.    e₂,   яка    в    ній    наводиться.  У   первинній   обмотці е.р.с.  e₁  за  числовим  значенням  мало  відрізняється  від  напруги  U_1,  яка підводиться  до  цієї  обмотки.  Практично  їх можна вважати  однаковими,  тому

U₁  / U₂  =  w₁  /  w₂   =  k                  (1)

де k - коефіцієнт  трансформації. Якщо вторинних обмоток декілька, то коефіцієнт   трансформації    для    кожної    з    них    визначають    аналогічно.

Якщо у вторинне коло трансформатора увімкнути навантаження, то у вторинній обмотці з’явиться струм. Цей струм створює магнітний потік, який, за правилом Ленца, повинен зменшити зміну магнітного потоку в осерді, що, своєю чергою, призведе до зменшення ЕРС індукції в первинній обмотці. При цьому збільшується потужність, яку споживає  трансформатор  від  мережі.

Оскільки   при    роботі   трансформатора   відбуваються   втрати   енергії, то   потужність,  яка   споживається   первинною   обмоткою,  більша  від  потужності  у  вторинній  обмотці.   ККД  ( h )  трансформатора   буде  дорівнювати   відношенню   потужності    Р₂    вторинної    обмотки   до   потужності    Р₁    первинної     обмотки:

h  =  Р₂ / Р₁,                ( 2 )

 де         Р₁   =   U₁I₁ ,           P₂   =   U₂ I₂ ,                 ( 3 )

Для    визначення    ККД    треба   виміряти   силу   струму  І₁  в первинному   та   силу   струму   І₂   у   вторинному   колах,   а    також   напругу   U₂   на   вторинній   та   U₁   на   первинній   обмотках.   Тоді    ККД    становитиме

h = U₂ I₂ / U₁ I_{1 .}                         ( 4 )

Усі     вимірювання    в    роботі    виконуються    за    допомогю    приладу – авометра  (ампервольтомметра ).

У   процесі  виконання  роботи  потрібно  вивчити  будову  трансформатора,    ввімкнути    його    в    мережу    змінного    струму ( 36 В   або    42 В ).  У   режимі    холостого    ходу    виміряти    напруги    на    обмотках    і    обчислити    коефіцієнт    трансформації,    а    під    час   роботи трансформатора   ( під навантаженням )  визначити   його   ККД. Для   виконання   роботи   застосовують    лабораторний  розбірний   трансформатор, розрахований  на  вмикання  в  мережу   змінної   напруги   36 В   або   42 В часотою   50 Гц.   Трансформатор складається  з  трьох  котушок ( одна  первинна    і    дві    вторинні )    і     осердя.   Осердя  набране   з  окремих  пластин,  скріплених    разом.