Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11339
2019-11-13 
При подключении к трансформатору большей нагрузки мощность, потребляемая трансформатором из электросети, возрастает. Увеличивается, следовательно, и сила тока в первичной обмотке. Больший ток должен сильнее намагничивать сердечник трансформатора, и если прежде максимальное значение магнитного потока было равно, допустим, $\Phi_{1}$, то после увеличения нагрузки оно составит $\Phi_{2} > \Phi_{1}$.
Известно, что электродвижущая сила, индуцируемая во вторичной обмотке, определяется числом витков, а также скоростью изменения магнитного потока со временем:
$E = - \frac{ \Delta \Phi}{ \Delta t}$,
В первом случае за четверть периода магнитный потек менялся от 0 до $\Phi_{1} $, а во втором - за то же самое время он возрастает от 0 до $\Phi_{2}$. Поскольку $\Phi_{2} > \Phi_{1}$, скорость изменения магнитного потока во втором случае больше. Поэтому должна возрасти и индуцируемая во вторичной обмотке э. д. с.
На самом же деле коэффициент трансформации практически не зависит от нагрузки. Значит, в наши рассуждения вкралась ошибка. Где же именно?
Решение:
Магнитный поток в сердечнике трансформатора создается током не только в первичной обмотке, но также и током, проходящим по вторичной катушке. В соответствии с правилом Ленца направления магнитных потоков противоположны (они сдвинуты по фазе на угол почти равный $180^{ \circ}$), так что результирующий магнитный поток в сердечнике в идеальном случае вообще должен бы равняться нулю. При увеличении нагрузки на трансформатор растет ток в первичной обмотке и создаваемый им магнитный поток. Одновременно возрастает ток во вторичной обмотке и «вторичный» магнитный поток, создаваемый им. При этом суммарный магнитный поток меняется в прежних пределах, а следовательно, остается неизменной электродвижущая сила переменного тока, индуцируемого во вторичной обмотке.
При подключении к трансформатору большей нагрузки мощность, потребляемая трансформатором из электросети, возрастает. Увеличивается, следовательно, и сила тока в первичной обмотке. Больший ток должен сильнее намагничивать сердечник трансформатора, и если прежде максимальное значение магнитного потока было равно, допустим, $\Phi_{1}$, то после увеличения нагрузки оно составит $\Phi_{2} > \Phi_{1}$.
Известно, что электродвижущая сила, индуцируемая во вторичной обмотке, определяется числом витков, а также скоростью изменения магнитного потока со временем:
$E = - \frac{ \Delta \Phi}{ \Delta t}$,
В первом случае за четверть периода магнитный потек менялся от 0 до $\Phi_{1} $, а во втором - за то же самое время он возрастает от 0 до $\Phi_{2}$. Поскольку $\Phi_{2} > \Phi_{1}$, скорость изменения магнитного потока во втором случае больше. Поэтому должна возрасти и индуцируемая во вторичной обмотке э. д. с.
На самом же деле коэффициент трансформации практически не зависит от нагрузки. Значит, в наши рассуждения вкралась ошибка. Где же именно?
Решение:
Магнитный поток в сердечнике трансформатора создается током не только в первичной обмотке, но также и током, проходящим по вторичной катушке. В соответствии с правилом Ленца направления магнитных потоков противоположны (они сдвинуты по фазе на угол почти равный $180^{ \circ}$), так что результирующий магнитный поток в сердечнике в идеальном случае вообще должен бы равняться нулю. При увеличении нагрузки на трансформатор растет ток в первичной обмотке и создаваемый им магнитный поток. Одновременно возрастает ток во вторичной обмотке и «вторичный» магнитный поток, создаваемый им. При этом суммарный магнитный поток меняется в прежних пределах, а следовательно, остается неизменной электродвижущая сила переменного тока, индуцируемого во вторичной обмотке.
