Основні співвідношення величин і рівняння трансформатора.
Миттєві значення ЕРС , наведені в первинній та вторинній обмотках основним магнітним потоком Ф, за законом електромагнітної індукції дорівнюють:
е1 = – W1 d Ф / dt, е2 = – W2 d Ф / dt,
а їх діючі значення :
Е1 = 4,44W1 f Фm; Е2 = 4,44W2 f Фm.
Враховуючи магнітні потоки розсіювання одержимо два основні рівняння трансформатора і третє рівняння намагнічувальних сил:
;
;
.
Рівняння трансформатора у комплексній формі :
1 = – Ė1 + İ1R1+ jİ1Xp1;
2 = Ė2– İ2R2– jİ2Xp2;
.
У режимі навантаження вторинна напруга U2 незначною мірою залежить від струму навантаження. Ця залежність (U2 = f (I2)), наведена на рисунку 4, називається зовнішньою характеристикою. Вона визначається при U1= const, cos φ2 = const. У стандартах щодо трансформаторів нормується спад напруги
U2при номінальному струмі навантаження І2 = І2Н .
Для побудови векторної діаграми навантаженого трансформатора (рисунок 5) необхідно використати основні рівняння трансформатора. Порядок побудови векторної діаграми такий:
1. Будується вектор магнітного потоку.
2. Вектор струму неробочого ходу випереджає вектор потоку на кут магнітного запізнення (а) і розпадається на активну та реактивну складові:
.
3. Будуються вектори Ė1та Ė2, що відстають від потоку на кут 90°.
6. За рівнянням вторинного кола 2 = Ė2– İ2R2– j İ2 Xp2 будується вектор вторинної напруги 2.
7. За рівнянням первинного кола 1 = – Ė1+ İ1R1 + j İ1Xp1 будується вектор напруги первинного кола 1.
8. Визначаються зсуви фаз φ1, та φ2 між струмами та напругами.
Режим навантаження (рисунок 6. – показана електрична схема)здійснюється, коли у вторинну обмотку увімкнено навантаження ZH. У вторинному колі протікає струм İ2 .У цьому разі маємо три потоки:
Ф – основний магнітний потік,
ФР1– потік розсіяння первинної обмотки,
Ф Р2– потік розсіяння вторинної обмотки.
На рисунку 7 наведено залежність первинного струму від навантаження трансформатора.