Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 65

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 193 >> Следующая

_6.2. ФОРМУЛЫ ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРА [т57|
а) б)
Рис 6.2. Добавление второй обмотки для изготовления трансформатора (а) и схематичное изображение трансформатора (б)
Подобное устройство называется трансформатором. Чтобы различать обмотки трансформатора, их называют первичная и вторичная. Иногда невозможно определить, какая из них первичная, а какая - вторичная, поэтому принято считать, что первичная обмотка является входной, а вторичная - выходной. В дальнейшем для обозначения первичной обмотки (и всех связанных с ней процессов) будет использоваться индекс «р», а для обозначения вторичной - индекс «s»,. Изменение магнитного потока будет наводить напряжение в каждой из обмоток. Эта способность магнитного потока получила название ЭДС (электродвижущая сила). Величину индуцированного напряжения можно определить, используя закон Фарадея:
Up = Npj(oY (6.9)
U5 = NJ(OY (6.10)
где Np - количество витков первичной, a N5 - количество витков вторичной обмотки. Можно выразить U5 через Up, если разделить одно выражение на другое:
U5=^-U , (6.11)
Np р
Из последнего выражения следует, что отношение напряжений равно отношению количества витков в соответствующих обмотках трансформатора. Схематически трансформатор изображается в виде пары обмоток, обращенных друг к другу (рис. 6.26). Направление намотки определяет знак напряжения во вторичной обмотке. В тех случаях, когда это принципиально, на схемах принято добавлять черную точку около вывода с положительным потенциалом.
подходят для производства катушек индуктивности. У никель-цинковых сердечников значение коэффициента более высокое, что предпочтительнее при использовании в трансформаторах. ,
6.2. Формулы для трансформатора
Рассмотрим торроидальный сердечник, на котором намотаны две обмотки (рис. 6.2а).
ГЇ58І 6чТРАНСФОРМАТОРЫ
Расчет величин токов - более сложная задача по сравнению с расчетом напряжений. Прежде всего необходимо точно определить направление протекания тока. По традиции ток первичной обмотки 1р считается положительным, если он втекает в трансформатор, а ток вторичной обмотки I8 положителен, когда он вытекает из него. Общий магнитный поток является суммой магнитных потоков, производимых каждой из обмоток в отдельности. Это можно представить в следующем виде:
N0A1I0-NAI8 (6.12)
В формуле присутствует знак «минус», так как направления токов 1ри I8 противоположны. Выражение 6.12 можно представить в виде:
Un N
(блз)
где Lp - индуктивность первичной обмотки. Слагаемое Up / (JG)Lp) определяет значение тока, который протекал бы по первичной обмотке в том случае, если бы на сердечнике не было вторичной обмотки. Этот ток называется намагничивающим. Слагаемое (N8 / Np)Is называется током трансформатора и определяется отношением числа витков обмоток.
6.3. Идеальные трансформаторы
Если предположить, что значение индуктивности первичной обмотки Lp окажется очень большим, можно пренебречь величиной намагничивающего тока. Тогда уравнения для тока и напряжения 6.11 и 6.13 примут вид:
U8=^U (6.14)
N0
1S^Tf1P (6.15)
S
Эти формулы применимы для идеального трансформатора. Они означают, что можно увеличивать напряжение или ток, меняя соотношение витков. Если N5 > N , то трансформатор будет называться повышающим (то есть будет повышать выходное напряжение; ток при этом будет уменьшаться). Если N8 < Np - понижающим (выходное напряжение понижается, а ток, соответственно, увеличивается). Попробуем выяснить, почему нельзя одновременно увеличивать выходное напряжение и выходной ток. Если почленно перемножить уравнения для тока и напряжения, получим следующее соотношение:
UA = upio (6.16)
которое показывает, что мощность, отбираемая из вторичной обмотки, в точности равна мощности, которая поступает в первичную обмотку. Если одновременно увеличить выходные ток и напряжение, то выходная мощность превысит поступающую мощность, а это невозможно, поскольку трансформатор не содержит никаких
6.4. НАМАГНИЧИВАЮЩИЙ ТОК [Wl
дополнительных источников энергии. В схеме NorCal 4OA используется трансформатор Tl, Повышающий ток от предусили-теля к усилителю мощности. Первичная обмотка содержит 14, а вторичная 4 витка, следовательно, коэффициент увеличения тока равен 3,5.
Поскольку увеличение напряжения происходит с одновременным уменьшением тока (и наоборот), трансформатор может менять сопротивление нагрузки. Для того чтобы подробнее рассмотреть это явление, обратимся к рис. 6.3, где изображен трансформатор с нагрузкой.
Если почленно разделить уравнения 6.14 и 6.15, получим:
Np:Ns
Zp
Zs
Рис. 6.3. Идеальный трансформатор с нагрузкой
T
N.
І
(6.17)
Данную формулу можно переписать, используя значения полного сопротивления нагрузки Z0 = U8 /15 и полного сопротивления первичной обмотки Zp = Up / 1р:
N.
(6.18)
Полное сопротивление обмотки зависит от квадрата отношения количества витков в обмотках. Трансформаторы очень часто используются в качестве согласующего устройства для передачи максимальной мощности. Например, в приемнике NorCal 40А ВЧ смеситель, имеющий сопротивление источника 3 кОм, питает ФПЧ с полным сопротивлением 200 Ом. Это означает, что, если не использовать согласующий трансформатор, потери из-за рассогласования будут очень велики. В схему приемника NorCal 4OA ВЧ включен трансформатор ТЗ, первичная обмотка которого содержит 23 витка, а вторичная - 6 витков. Полное сопротивление первичной обмотки Zp для него вычисляется по формуле:
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed