О теории трансформатора

[trutter]

Тогда вопрос остается открытым: через что же передается энергия?

через посредник - кванты электромагнитного поля. Первичка создает один избыточный квант а вторичка его "воспринимает" и тут-же уничтожает.... со скоростью света. Энергия магнитного поля "намагничивания" магнитопровода болтается сама по себе , не трансформируясь во вторичку. На ХХ эта энергия во вторичку не передается, что очевидно, и самое прикольное - под нагрузкой тоже не передается. Индукция в объеме магнитопровода на ХХ такая-же что и под нагрузкой (почти, за вычетом потерь на сопротивлении обмотки)

Формулы вы пишете правильные, а вот выводы из них делаете неверные.
Почему-то вы упускаете из виду, что сама индукция пропорциональна магнитной проницаемости. Поэтому и плотность энергии всегда пропорциональна мю, даже если вы этого явно не видите.
Следовательно, пермаллоевый сердечник имеет большую мощность, чем железный.

Это не так. Энергия внутри магнитопровода ограничена максимальной индукцией , для железа и пермаллоя разница небольшая, гораздо меньшая чем разница µ.
Плотность энергиии может быть пропорциональной µ только если Вы используете выражение через H - напряженность магнитного поля (смотрите приведенную формулу выше). При этом заметьте , что чем меньше мю тем больше H. Уважаемый pashigorov, пожалуйста , разберитесь с этим вопросом. Это очень просто на самом деле , понять , в каком случае выражение для плотности энергии имеет мю в числителе а в каком в знаменателе.

[pashigorov]

через посредник - кванты электромагнитного поля. Первичка создает один избыточный квант а вторичка его "воспринимает" и тут-же уничтожает.... со скоростью света. Энергия магнитного поля "намагничивания" магнитопровода болтается сама по себе , не трансформируясь во вторичку. На ХХ эта энергия во вторичку не передается, что очевидно, и самое прикольное - под нагрузкой тоже не передается. Индукция в объеме магнитопровода на ХХ такая-же что и под нагрузкой (почти, за вычетом потерь на сопротивлении обмотки)

Ужас какой! Для объяснения работы обычного трансформатора привлекаем квантовую механику!
Дальше, пожалуйста, без меня. Мне хватает и классической теории.
Хочу только заметить, что электромагнитное поле и магнитное поле - это вообще-то одно и то же. Так что вы меня не опровергли и тут.

Это не так. Энергия внутри магнитопровода ограничена максимальной индукцией , для железа и пермаллоя разница небольшая, гораздо меньшая чем разница µ.

Тут согласен, стормозил немного, забыл про насыщение.

[avp94]

Начните с этого http://www.motor-remont.ru/books/book220/book220p4.htm

Вы не на защите (к примеру диплома), когда на любой вопрос надо что-то говорить , даже не по существу - главное не молчать. На форумах это обычно расценивается как флейм.

Тогда еще объясните, как передается энергия из первичной обмотки во вторичную в трансформаторе, если не через магнитное поле?

Через электромагнитное поле.

К первой. Мощность, частота, индукция насыщения - вот определяющие для габаритов трансформатора.

А плотность тока в обмотках (при заданных и вышеуказанных параметрах) влияют на габариты трансформатора?

А разницу объяснить сможете?

Разница - как говориться - в целях и задачах. Задача дросселя - накопление энергии для последующей ее отдачи. Задача трансформатора -преобразовывать (напряжение, ток, сопротивление ...). Формулы для расчета индуктивности одинаковы (точнее одни и те же -ибо базируются на описании (формулах) электромагнитного поля), но методика применения (расчета) - разная.

Хочу только заметить, что электромагнитное поле и магнитное поле - это вообще-то одно и то же. Так что вы меня не опровергли и тут.

Однако.

[b_raven]

Вы, по-видимому, опытный в этих делах . Подскажите тогда , нужен трансформатор небольших размеров (менее 10см по любой стороне) на 1 kW 220V AC 50Hz --› 24V 36A. Ток ХХ менеe 10mA .
C учетом того что Вы сказали, покажите методику , а лучше пример расчета такого трансформатора, начиная от тока ХХ --› выбор магнитопровода и заканчивая компромиссами между железом и медью.

Сказано же было ... от СЕЧЕНИЯ а не от стороны

[KREN]

Доброго здоровья всем и с Новым Годом!

Благодарю всех, за участие в обсуждении статьи и приношу свои извинения за длительное молчание. Приболел малость перед праздником, и нужно было пролечиться.
Я ознакомился с мнениями участников форума, и постараюсь пояснить свою позицию.
В столь «примитивном» виде, статья представлена из соображения доступности широкому кругу читателей. Согласитесь, что изложение материала на основе мат. анализа, оттолкнуло бы большую часть людей со средним образованием, да и инженеры, как правило, просто пропускают математические выражения, обращая внимание только на выводы. При проектировании трансформаторов, ни кто дифф. уравнений не решает. Формулы в статье приведены для амплитудных значений величин. Если кого-то интересуют мгновенные значения или переходные процессы, можно воспользоваться схемой замещения, хотя бы упрощённой, которая изображена на рисунке 4В. Вы же образованные люди, составьте уравнения, на основе законов Кирхгофа, и решайте. Тем более как найти значения показанных индуктивностей я объяснил в статье.
В статье я попытался, в максимально доступной форме объяснить, каким образом энергия из первичной обмотки попадает в нагрузку. В формуле (15), показано, какие параметры и в какой степени, влияют на полную мощность трансформатора. Из неё видно, что мощность имеет прямую зависимость, от частоты источника напряжения и от размеров магнитопровода., а также во второй степени зависит от индукции магнитного потока перемагничивания сердечника трансформатора.
Этим, моя версия принципиально отличается от официальной теории трансформатора, которую везде публикуют, и в ВУЗах преподносят.
Кстати, моя версия даёт возможность определить нагрузочную характеристику трансформатора, официальная такой возможности не имеет. Там действительно считается, что полная мощность трансформатора равна бесконечности и ограничивается только активным сопротивлением обмоток и индуктивностью рассеивания. Но практика даёт все основания предполагать, а теоретически я доказал в статье, что это не так.
Но с благодарностью к форуму признаю, что моя статья не лишена недостатков. Формулы нужно было дать в более общем виде, и показать, как их можно применить на практике. Видите ли, когда долго занимаешься одним и тем же вопросом, то поневоле некоторые вещи кажутся само собой разумеющиеся, поэтому на них не обращаешь внимания. Постараюсь учесть это в будущем.

[KREN]

Вы, по-видимому, опытный в этих делах . Подскажите тогда , нужен трансформатор небольших размеров (менее 10см по любой стороне) на 1 kW 220V AC 50Hz --› 24V 36A. Ток ХХ менеe 10mA .
C учетом того что Вы сказали, покажите методику , а лучше пример расчета такого трансформатора, начиная от тока ХХ --› выбор магнитопровода и заканчивая компромиссами между железом и медью.

Мне приходилось превышать расчётную мощность трансформатора. С кольцевого промышленного трансформатора, мощностью 48 Вт. Я снимал на нагрузке 150 Вт. Но при этом, у меня была постоянная нагрузка, и использовалось принудительное охлаждение. Кстати, первичная обмотка оставалась штатная. Для справки, мощность силовых трансформаторов напряжения не превышает 0,5% от полной мощности, рассчитанной по формуле (23). Но теоретически можно получить на нагрузке 12,5% от полной мощности трансформатора, только косинус Фи при этом, не превысит 0,5.

Чтобы уменьшить ток холостого хода, без изменения мощности трансформатора, необходимо использовать магнитопровод с более высокой относительной магнитной проницаемостью (формула (4) в статье). Кстати о формулах, по ним я проводил расчёты трансформаторов, результаты были лучше, чем по методикам, изложенным в литературе.

[ogen]

Очень интересная работа, только мне кажется не стоило смешиват в кучу кусочки от реального и от идеального.

[KREN]

Очень интересная работа, только мне кажется не стоило смешиват в кучу кусочки от реального и от идеального.

Почему Вы так считаете?

[trutter]

В формуле (15), показано, какие параметры и в какой степени, влияют на полную мощность трансформатора. Из неё видно, что мощность имеет прямую зависимость, от частоты источника напряжения и от размеров магнитопровода., а также во второй степени зависит от индукции магнитного потока перемагничивания сердечника трансформатора.

в формуле 15 грубейшая ошибка. Так же и в (14)
потому что Вы пишите

Ток во вторичной обмотке поддерживается магнитным потоком Ф2 и его значение, в режиме короткого замыкания мы тоже можем определить по формуле:

а с учетом того,что обмотки для анализов Вы взяли сверхпроводящие - то КЗ вторичной обмотки запрещает просто напросто изменяться этому самому Ф2. Будете спорить?

Видите ли, когда долго занимаешься одним и тем же вопросом, то поневоле некоторые вещи кажутся само собой разумеющиеся, поэтому на них не обращаешь внимания. Постараюсь учесть это в будущем.

Сомневаюсь я.... (с) , что Вы имели дело со сверхпроводящими обмотками.

[KREN]

Видите ли уважаемый trotter, о сверх проводниках в статье речи не идёт, тем более, что в сильных магнитных полях, эффект сверхпроводимости исчезает.
А в режиме КЗ, ток всё равно остаётся переменным и изменяется от –Imкз до + Imкз и в соответствии с законом «полного тока» , о котором уже упоминалось на форуме, изменяется и магнитный поток. Обратите внимание на диаграмму, изображённую на рис. 3 А. На нижней диаграмме показано поведение тока во вторичной обмотке трансформатора в режиме КЗ. Чуть выше изображены диаграммы изменения индукций магнитного потока перемагничивания, потока вторичной обмотки, дополнительного потока первичной обмотки и полного потока первичной обмотки.