Трансформатор (от лат.transformo - преобразую)

Павел Николаевич Яблочков1847-1894
Первый трансформатор был изобретен в 1878 году русским ученым П. Н. Яблочковым и усовершенствован в 1882 году другим русским ученым И.Ф.Усагиным.
В историю отечественной науки П.Н.Яблочков вошел, как автор ''свечи Яблочкова'', ''русского света'', ''северного света'', изобретатель трансформатора.
Павел Николаевич Яблочков1847-1894

Трансформатор начала 20-го века
Силовые трансформаторы
Трансформаторные подстанции

Устройство трансформатора
Подключается
к источнику
~ напряжения
Подключается к
«нагрузке» замкнутый стальной сердечник
Первичная Вторичная
обмотка обмотка

При прохождении ~ тока по первичной обмотке в сердечнике появляется ~ магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой
обмотке.
Принцип действия трансформатора
Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции

Сердечник из трансформаторной стали концентрирует магнитное поле, так, что магнитный поток существует только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях.
Мгновенное ЭДС индукции е в любом витке первичной и вторичной обмотки одинаков.

в первичной и вторичных обмотках, где N1 и N 2 число витков, полная ЭДС индукции = :
е1 = N1е и е2 = N2е; => е1/ е2 = N1/ N2
Т.к. активное сопротивление мало, то им пренебрегают, и =>, модуль напряжения на зажимах катушки = приблизительно модулю ЭДС индукции:
u1 ≈ e1 и u2 ≈ e2
Если вторичная обмотка трансформатора разомкнута тока в ней нет и =>,
u2 = e2

т.к. мгновенное значение ЭДС- Ɛ1 и Ɛ2
одновременно достигают максимума и минимума, т.е. изменяются синфазно, то можно сделать замену в формуле: Ɛ1/ Ɛ2 = N1/ N 2
на действующее значение ЭДС
и действующих значений напряжений:
U1/U2 ≈Ɛ1/ Ɛ2 = N1/ N 2 = К
где К – коэффициент трансформации.
При К >1 трансформатор является понижающим,
при К < 1 – повышающим.

При работе нагруженного трансформатора (когда к концам присоединяется цепь, потребляющая эл. энергию), или нагрузить трансформатор, то сила тока не = 0.
Т.к. ток создает в сердечнике свой переменный магнитный поток, который уменьшает изменение магнитного потока в сердечнике.
В итоге имеем:
U1 I1 ≈ U 2I2
U1 / U2 ≈ I2/ I1
Это значит, что, повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот)

Вывод:
трансформатор преобразует переменный электрический ток так, что произведение силы тока на напряжение приблизительно одинаково в первичной и вторичной обмотках.

Закрепление
1. Что такое трансформатор? Как он устроен?
2. На каком явлении основан принцип действия трансформатора?
3. Коэффициент трансформации?
4. Какой трансформатор называют повышающим( понижающим, чему равен его коэффициент трансформации и где он применяется?
5. Как осуществляется передача электроэнергии на большие расстояния?
6.Какой ток можно подавать на обмотку трансформатора
для его нормальной работы? А.Переменный Б.Постоянный
1.только А 2. только Б 3. и А, и Б 4. ни А, ни Б