Режим нагрузки трансформатора

Поток в магнитопроводе в режиме холостого хода трансформатора . При подключении сопротивления нагрузки Z_н во вторичной цепи появляется ток . В соответствии с законом Ленца МДС будет направлена так, чтобы ослабить поток , который ее вызвал. Величина ЭДС E₁ U₁ и не зависит от режима работы трансформатора:

()

При E₁= U₁ компенсация уменьшения потока производится за счет увеличения тока , в соответствии с равенством

. (1.28)

Из уравнения видно, что увеличение приводит к увеличению . В результате геометрическая сумма остается постоянной и равной . Последнее выражение можно записать как

, (1.29)

где

(1.30)

- составляющая первичного тока, уравновешивающая размагничивающее действие вторичного тока.

Таким образом, первичный ток равен векторной сумме тока холостого хода и приведенного вторичного тока. Ток холостого хода I₁₀ составляет лишь несколько процентов от тока I₁ в режиме номинальной нагрузки. Поэтому или , или .

Уравнения для первичной и вторичной цепей трансформатора:

(1.31)

Построение векторной диаграммы начинают с вектора магнитного потока . Вектор тока опережает вектор магнитного потока на угол магнитного запаздывания. Вектор отстает от вектора на . Вектор составляет угол с ЭДС (при условии индуктивного характера нагрузки вектор тока будет располагаться в третьей четверти). Величина , с учетом параметров вторичной обмотки трансформатора, определяется выражением

=arctg . (1.32)

Чтобы построить вектор необходимо из вектора вычесть векторы и : из конца вектора опускаем перпендикуляр на вектор и откладываем - , затем из начала вектора проводим прямую, параллельную току и откладываем вектор

- . Полученную точку соединяем с началом координат. В результате получаем вектор напряжения на нагрузке (рис. 1.19).

Рис.1.19. Векторная диаграмма трансформатора в режиме нагрузки.