Предназначенное для преобразования электрических сигналов, как правило, без изменения их времнных характристик.

Трансформаторы.

Явление возникновения э.д.с. в одном из контуров при изменении силы тока в другом называется взаимной индукцией.

Определение 2.

Коэффициенты пропорциональности L₂₁ и L₁₂ называются взаимной индуктивностью контуров. Расчеты, подтверждаемые опытом, показывают, что L₂₁ и L₁₂ равны друг другу, т. е.

 

Единица взаимной индуктивности та же, что и для индуктивности, — это Генри (Гн).

 

Определение 1.

Трансформатором называется статическое электротехническое устройство,

Принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении взаимной индукции.

Принципиальная схема трансформатора показана на рисунке ниже.

 

Первичная и вторичная катушки (обмотки), имеющие соответственно N₁ и N₂ витков, укреплены на замкнутом железном сердечнике.

Так как концы первичной обмотки присоединены к источнику переменного напряжения с э.д.с. , то в ней возникает переменный ток I₁, создающий в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток Ф, который практически полностью локализован в железном сердечнике и почти целиком и пронизывает витки вторичной обмотки. Изменение этого потока вызывает во вторич­ной обмотке появление э.д.с.взаимной индукции, а в первичной — э.д.с. самоиндукции.

Для первичной обмотки согласно второму правилу Кирхгофа и закону Ома можно записать, что

где R₁ — сопротивление первичной обмотки.

 

Падение напряжения (I₁ ·R₁)на сопротивле­нии R₁ достаточно мало, поэтому

Э.д.с. взаимной индукции, возникающая во вторичной обмотке, описывается зависимостью:

Сравнивая выражения для возбуждаемых э.д.с., получаем, что

Примечание. Знак минус показывает, что э.д.с. в первичной и вторичной обмотках проти­воположны по фазе.

 

Определение 2.

Отношение числа витков N₂/N₁ называется коэффициентом трансформации.

 

Пренебрегая потерями энергии, которые в современных трансформаторах не пре­вышают 2%, можно записать, что мощности тока в обеих обмотках трансформатора практически одинаковы:

и откуда, найдем, что

 

Если N₂/N₁>1, то имеем дело с повышающим трансформатором, увеличивающим переменную э.д.с. и понижающим ток.

Если N₂/N₁<1, то имеем дело с понижающим трансформатором, уменьшающим э.д.с. и повышающим ток.