Сопротивление обмоток трансформатора

Проверка работоспособности и технического состояния серийного трансформаторов сводится к проверке состояния межвитковой изоляции и проверки вольт-амперных характеристик. Найти явные неполадки и межвитковые замыкания помогают простые измерения с помощью тестера в режиме измерения сопротивлений, ведь сопротивление обмоток серийного трансформатора точно указывают в паспортных данных и на корпусе устройства. Зачастую нумерация и расположение обмоток обозначено непосредственно на клеммах или проводам, но не всегда. Есть трансформаторы, на которых такие данные либо стёрлись или не были нанесены изготовителем намеренно. В таком случае, прежде чем начинать делать гипотезы и проверять обмотки наугад лучше точно определить расположение обмоток и определить тип трансформатора.

Сопротивление обмоток серийного трансформатора

Современные трансформаторы находят применение в самых разнообразных приборах. Его модификации столь разнообразны как по размеру, так и по характеристикам, что можно невольно запутаться в этом многообразии. Трансформатор работает на принципе электромагнитной индукции. Независимо от конструкции и предназначения трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки. Встречаются трансформаторы, в которых обмоток гораздо больше, но принцип работы везде одинаков. Первичная обмотка создает магнитное поле в магнитопроводе, что провоцирует появление индуцированного тока во вторичной обмотке.

Основные типы трансформаторов и их обмоток

Все трансформаторы применяются в цепях переменного тока, поэтому в зависимости от количества фаз этого тока различают однофазные и многофазные трансформаторы. Использовать трансформатор в цепи постоянного тока нецелесообразно, так как только переменное магнитное поле может возбудить переменный ток во вторичной обмотке.

Повышающие и понижающие трансформаторы

Основное предназначение трансформаторов – преобразование электрической мощности. В зависимости от задачи такого преобразования выделяют понижающие и повышающие трансформаторы. Понижающие трансформаторы применяют там, где необходимо преобразовать высокое напряжение при низком токе в низкое напряжение при высоком токе. Повышающий трансформатор выполняет абсолютно противоположную функцию. Мощность в трансформаторе неизменна, но значения напряжения и тока в первичной обмотке отличаются от вольт-амперных характеристик вторичной обмотки. Это достигается путем изменения числа витков и их сечения в обмотках.

— уравнение мощности идеального трансформатора.

Трансформатор – сложная индуктивная нагрузка в цепи переменного тока

Трансформатор является индуктивной нагрузкой в цепи переменного тока, поэтому сопротивление обмоток трансформатора является сложным, так как оно состоит из суммы его реактивной и активной составляющей. Активное сопротивление трансформатора можно проверить с помощью цепи постоянного тока и 2-х тестеров. Трансформатор в цепи постоянного тока не будет проявлять свою реактивную составляющую импеданса. Она может возникнуть только в момент замыкания и размыкания цепи. Показания вольтметра и амперметра дадут нам точное значение активного сопротивления (Закон Ома — см. омическое сопротивление).

Формула расчета сопротивления

Сопротивление 2-х обмоток трансформатора определяют с помощью формулы расчёта индуктивности катушки на магнитопроводе.

Чтобы это лучше понять смысл формулы следует осознать поведение катушка индуктивности в цепи переменного тока.

- Что такое катушка индуктивности?

Если объяснять совсем просто, то катушка индуктивности это проволока в изоляции, которую намотали на магнитопровод. Любая индуктивность обладает: активным сопротивлением (как резистор) и двумя реактивными сопротивлениями (индукция и емкость).

Упрощенная формула расчета сопротивления

Если не нужна высокая точность, то ничтожно малым конденсаторным эффектом между витками обмотки можно и пренебречь. От этого формула значительно упростится:

Сопротивление обмоток трансформатора определяют: материал, сечение проволоки, характеристики магнитопровода, количество витков, геометрические размеры и расположение обмоток в пространстве.

Экспериментальное определение расположения обмоток

Если коэффициент трансформации не равен единице, то значения сопротивлений первичной и вторичной обмоток серьезно отличаются. Зная это простое правило и закон идеального трансформатора можно различать обмотки даже без паспорта.
Если рассматривать вариант понижающего трансформатора, то его первичная обмотка должна иметь сопротивление большее, чем вторичная обмотка, а в случае с повышающим трансформатором все наоборот — сопротивление первичной обмотки повышающего трансформатора много ниже, чем сопротивление вторичной многовитковой обмотки. Зная эту закономерность можно легко проверить работоспособность автомобильной катушки зажигания. Сопротивление первичной обмотки катушки зажигания колеблется от 0.5 до 3-х Ом, а вторичная обмотка имеет импеданс в десятки кОм.