2019-12-25
Ко вторичной обмотке включенного в сеть понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации $K = 220/127$ подключена нагрузка с сопротивлением $R_{н} = 10 Ом$. Напряжение в сети $U = 220 В$, сопротивление первичной обмотки трансформатора $R_{1} = 3,6 Ом$, сопротивление вторичной обмотки $R_{2} = 1,2 Ом$. Определите напряжение на нагрузке.
Решение:
При включении трансформатора в сеть с подключенной нагрузкой в нем возникает переменный магнитный поток амплитуды $\Phi_{0}$. ЭДС, возникающая в обмотках трансформатора, пропорциональна числу витков и скорости изменения магнит него потока. Это значит, что в первичной обмотке возникает ЭДС
$\mathcal{E}_{1} = n_{1} \frac{ \Delta \Phi}{ \Delta t}$,
а во вторичной обмотке -
$\mathcal{E}_{2} = n_{2} \frac{ \Delta \Phi}{ \Delta t}$.
Отношение $\frac{ \mathcal{E}_{1} }{ \mathcal{E}_{2} } = \frac{n_{1} }{n_{2} } = K$ называется коэффициентом трансформации трансформатора и по условию задачи $K = 220/127 \approx 1,73 \approx \sqrt{3}$.
При подключении трансформатора к сети в первичной обмотке потечет ток, равный
$I_{1} = \frac{U - \mathcal{E}_{1} }{R_{1} }$. (1)
Во вторичной обмотке протекает ток, равный
$I_{2} = \frac{ \mathcal{E}_{2} }{R_{2} + R_{н} }$. (2)
Отношение этих двух токов равно коэффициенту трансформации трансформатора
$\frac{I_{2} }{I_{1} } = \frac{n_{1} }{n_{2} } = K = \sqrt{3}$. (3)
Напряжение на нагрузке будет равно
$U_{н} = I_{2}R_{н}$
Из (1) - (3) находим:
$U_{н} = \frac{KU_{0}R_{н} }{R_{1} + K^{2} (R_{} + R_{н} ) } \approx 100 В$.