При разомкнутой вторичной обмотке (I2 = 0), так называемом холостом режиме работы, напряжение на его концах будет |U2| = |ε2|. Значение силы тока в первичной обмотке при этом тоже приближается к нулю: I1 → 0. Поэтому напряжение на концах первичной обмотки будет |U1| = |ε1|. Таким образом, коэффициент трансформации равен:
K = U1
U2 = N1
N2. (4)
Из выражения (4) видно, что если N1 > N2 и K >1, то очевидно U2<U1 - напряжение на выходе трансформатора меньше входного напряжения. Такой трансформатор называют понижающим.
Если N2 > N1 и K < 1, то очевидно U2 > U1 - напряжение на выходе трансформатора будет больше, чем на входе. Такой трансформатор называют повышающим.
Активное сопротивление трансформатора близко к нулю, поэтому при работе в режиме нормальной нагрузки мощность в первичной цепи приблизительно равна мощности во вторичной цепи: P1 ≈ P2. Отсюда получаем, что сила переменного тока в обмотках трансформатора и напряжение на концах обмоток обратно пропорциональны друг другу:
I1 U1 ≈ I2 U2 или U1
U2
≈ I2
I1 =
K. (5)
Значит, в обмотке трансформатора с малым напряжением сила тока принимает высокое значение, а в обмотке с большим напряжением сила тока принимает низкое значение. По этой причине провода в обмотке с малым числом витков и низким значением напряжения должны иметь большую площадь поперечного сечения, чем провода в обмотке с большим числом витков и высоким напряжением.
КПД трансформатора определяется следующим выражением:
η = P2
P1 ⋅ 100% = I2U2
I1U1 ⋅ 100%
(6)
Примечание. | При подключении вторичной обмотки к потребителю коэффициент трансформации: |
K = U1
U2 + I2r2.
(7)
Здесь r2 — сопротивление вторичной обмотки.
ПРИМЕНЕНИЕ | ИССЛЕДОВАНИЕ | 2 |