Перейти к содержанию

Что будет, если подать напряжение на вторичную обмотку трансформатора?

Обновлено Редакция GAW

Трансформатор — две обмотки на общем сердечнике, и ему всё равно, какую из них считать первичной. Напряжения на обмотках относятся как числа их витков (OpenStax, раздел 15.6):

U1U2=N1N2,U1=U2⋅N1N2=12 В⋅95365≈176 В.\frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2}, \qquad U_1 = U_2 \cdot \frac{N_1}{N_2} = 12\ \text{В} \cdot \frac{953}{65} \approx 176\ \text{В}.

Пример — трансформатор 230 В / 12 В на 24 ВА на Ш-пластинах из калькулятора трансформатора: 953 витка в сетевой обмотке и 65 во вторичной. Подключённый наоборот, он повышает напряжение в 14,7 раза. Это коэффициент трансформации, только в обратную сторону.

Что подали на вторичную обмотку 12 ВЧто будет
12 В переменного, 50 Гцоколо 176 В на сетевой обмотке без нагрузки
15,7 В переменного (её напряжение холостого хода)около 230 В: сердечник работает в обычном режиме
Постоянное напряжениетрансформации нет, ток ограничен только сопротивлением обмотки

Почему не 230 В

По методике расчёта маломощных трансформаторов витки первичной обмотки уменьшают на падение напряжения в ней, а витки вторичной увеличивают с запасом. Поэтому у трансформатора 12 В на холостом ходу на выходе около 15,7 В, а в обратном включении 12 В превращаются не в 230, а примерно в 176 В. Токи обмоток обратно пропорциональны виткам, поэтому мощность ограничена той же, что и в обычном включении.

Почему нельзя подавать постоянное напряжение

ЭДС во второй обмотке наводится только при изменении магнитного потока: пока ток постоянен, тока во второй цепи нет (OpenStax, раздел 13.1). Это следствие закона электромагнитной индукции. На постоянном напряжении обмотка — просто кусок провода с малым сопротивлением, и ток в ней ограничен только им.

Высокое напряжение на выходе обращённого трансформатора опасно, как сетевое: измерять его нужно прибором и щупами подходящей категории — как в ответе «Как проверить напряжение в розетке мультиметром?».

Похожие вопросы

Можно ли сделать повышающий трансформатор из понижающего?

Можно: подайте переменное напряжение на низковольтную обмотку, и на высоковольтной оно вырастет по отношению витков. Мощность при этом останется той же, что у трансформатора в обычном включении, — ток низковольтной обмотки ограничен её проводом. Выход опасен для жизни, как сетевое напряжение.

Почему на сетевой обмотке получится меньше 230 В?

При расчёте витки вторичной обмотки домотывают с запасом на падение под нагрузкой: у трансформатора 12 В на 24 ВА на холостом ходу выходит около 15,7 В. В обратном включении этот запас работает против: 12 В дают примерно 230 · 12 / 15,7 ≈ 176 В, а под нагрузкой ещё меньше.

Что будет, если подать на обмотку трансформатора постоянное напряжение?

Трансформации не будет: ЭДС во второй обмотке наводится только при изменении тока, а постоянный ток магнитный поток не меняет. Ток в обмотке ограничит только сопротивление её провода, а оно мало, — обмотка перегреется, а источник окажется почти замкнутым.

Источники

  1. OpenStax. University Physics Volume 2, section 15.6: Transformers — уравнение трансформатора VS / VP = NS / NP: повышающий при NS > NP, понижающий при NS < NP; токи обратно пропорциональны виткам, IS = (NP / NS) · IP; соотношения верны для мгновенных, амплитудных и действующих значений
  2. OpenStax. University Physics Volume 2, section 13.1: Faraday's Law — ток во второй цепи наводится только при изменении тока в первой: пока ключ замкнут и ток постоянен, тока во второй цепи нет; ЭДС ε = −dΦ/dt
  3. А. В. Сериков. Расчёт трансформаторов малой мощности: учебное пособие. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2015 — витки первичной обмотки уменьшают на падение напряжения ΔU1, вторичной — увеличивают на ΔU2; падение напряжения в обмотках маломощных трансформаторов — в таблицах методики (табл. 1 и 3–7)

Нашли ошибку?

Смотрите также