Что такое ветвь намагничивания?

Параллельная ветвь: ток, нужный для потока в сердечнике, и мощность на гистерезис и вихревые токи. Она остаётся и при разомкнутой вторичной обмотке (холостой ход).

Почему напряжение вторичной обмотки падает под нагрузкой?

Ток нагрузки идёт через сопротивление обмоток и реактивность рассеяния. Приближённо падение оценивают членом I(R cos φ + X sin φ) для отстающего коэффициента мощности.

Почему ток первичной обмотки растёт, когда нагружают вторичную?

Ток нагрузки отражается в первичную сторону через коэффициент трансформации. Источник даёт выходную мощность плюс потери; параллельная ветвь добавляет ток намагничивания.

Может ли трансформатор работать на постоянном токе?

Нет. Нужен изменяющийся поток, чтобы навести ЭДС во вторичной обмотке (закон Фарадея). Постоянное напряжение после переходного процесса поток не меняет — ЭДС вторичной обмотки равна нулю.

Трансформатор: эквивалентная схема

Коэффициент трансформации, ветвь намагничивания, рассеяние, потери в меди и в стали, изменение напряжения и КПД от нагрузки.

Обмотки и номинал

Витков первичной N₁500

Витков вторичной N₂250

Напряжение первички U₁ (действ.)230 V

Номинальная полная мощность5 kVA

Эквивалентная схема

Эквивалентное сопротивление Req1.6 %

Реактивность рассеяния Xeq4 %

Потери в сердечнике Pc65 W

Реактивность намагничивания Xm2.8 kΩ

Нагрузка

Уровень нагрузки75 %

Коэффициент мощности cosφ0.85

Измеренные величины

Коэффициент N₂/N₁0.5000

Холостое E₂115.0V

Напряжение под нагрузкой U₂112.0V

Регулирование напряжения2.60%

КПД η96.58%

Потери медь + сердечник110.0W

Ток холостого хода I00.294A

ТипПонижающий

Эквивалентная схема приведена ко вторичной стороне. Regulation считается распространённой приближённой формулой для отстающего cosφ; насыщение, гармоники, нагрев, бросок тока и подробные short-circuit tests не входят в эту учебную модель.

О модели

Трансформатор: переменный поток в сердечнике связывает первичную и вторичную обмотки. Идеально E₂/E₁ = N₂/N₁. Эквивалентная схема добавляет ветвь намагничивания R_c ∥ jX_m (ток холостого хода и потери в стали) и последовательные R_eq + jX_eq (сопротивление обмоток и рассеяние), приведённые ко вторичной стороне. Смотрят падение напряжения при заданном cos φ, потери в меди и в стали, КПД от нагрузки. Насыщение, гармоники и бросок тока в модель не входят.

Для кого: Вуз: электрические машины, энергосистемы, испытания трансформаторов.

Ключевые понятия

трансформатор
коэффициент трансформации
ветвь намагничивания
реактивность рассеяния
регулирование напряжения
потери в меди
потери в стали
КПД

Как это работает

Эквивалентная схема добавляет к идеальному отношению E₂/E₁ = N₂/N₁ две неидеальности: параллельную ветвь R_c ∥ jX_m (потери в стали и ток намагничивания) и последовательные R_eq + jX_eq (сопротивление обмоток и реактивность рассеяния). Падение напряжения под нагрузкой в относительных единицах ≈ I(R cos φ + X sin φ); КПД η = P_вых / (P_вых + I²R_eq + P_ст).

Основные формулы

E2/E1 = N2/N1, Zbase = E2²/Srated, Req/Xeq из percent impedance

reg ≈ Ipu(Rpu cosφ + Xpu sinφ), η = Pout/(Pout + I²Req + Pcore)

Часто задаваемые вопросы

Что такое ветвь намагничивания?: Параллельная ветвь: ток, нужный для потока в сердечнике, и мощность на гистерезис и вихревые токи. Она остаётся и при разомкнутой вторичной обмотке (холостой ход).
Почему напряжение вторичной обмотки падает под нагрузкой?: Ток нагрузки идёт через сопротивление обмоток и реактивность рассеяния. Приближённо падение оценивают членом I(R cos φ + X sin φ) для отстающего коэффициента мощности.
Почему ток первичной обмотки растёт, когда нагружают вторичную?: Ток нагрузки отражается в первичную сторону через коэффициент трансформации. Источник даёт выходную мощность плюс потери; параллельная ветвь добавляет ток намагничивания.
Может ли трансформатор работать на постоянном токе?: Нет. Нужен изменяющийся поток, чтобы навести ЭДС во вторичной обмотке (закон Фарадея). Постоянное напряжение после переходного процесса поток не меняет — ЭДС вторичной обмотки равна нулю.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 65 в «Электричество и магнетизм».

Вся категория →

Школьные

Последовательное и параллельное соединение

Запустить симулятор

Одни и те же два резистора: общее сопротивление и токи при последовательном и параллельном соединении.

НовоеШкольные

Последовательный RLC-контур (переменный ток)

Запустить симулятор

Резонанс, модуль импеданса |Z| и фаза: кривая I(f) и волны напряжения и тока.

ПопулярноеШкольные

Конструктор цепей

Запустить симулятор

Последовательная цепь из шести слотов: батарея, резистор, лампа, ключ, провод. Ток при замкнутом контуре.

НовоеШкольные

Правила Кирхгофа

Запустить симулятор

Постоянный ток на трёх узлах: делитель в узле и опционально R∥V; подсказки, уравнения узлов и контуров, найденные токи — первое и второе правила Кирхгофа.

НовоеШкольные

RL-цепь

Запустить симулятор

Последовательная RL-цепь: τ = L/R, нарастание и спад тока i(t), напряжение на катушке; в установившемся режиме i = V/R.

НовоеШкольные

Солнечный элемент: ВАХ и точка максимальной мощности

Запустить симулятор

Однодиодная модель: фототок от освещённости, показатель идеальности n, температура; кривые I(V) и P(V), точка максимальной мощности.

Трансформатор: эквивалентная схема

О модели

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы

Похожие симуляторы

Последовательное и параллельное соединение

Последовательный RLC-контур (переменный ток)

Конструктор цепей

Правила Кирхгофа

RL-цепь

Солнечный элемент: ВАХ и точка максимальной мощности

Трансформатор: эквивалентная схема

О модели

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы