Электричество шаг за шагом

Для иллюстрации — простой пример. Напряжение U₁ = 220 В подводится к первичной обмотке понижающего трансформатора, и на его вторичной обмотке действует напряжение U₂ = 11 В, то есть трансформатор понижает напряжение в 20 раз. Ко вторичной обмотке подключена такая нагрузка, что в её цепи идёт ток 40 А. Без каких-либо измерений можно подсчитать, что в цепи первичной обмотки идёт ток 2 А, он в те же 20 раз меньше, чем ток в нагрузке. И при этом генератор передаёт в первичную обмотку именно такую мощность (Р₁ = U₁∙I₁ = 220 В ∙ 2 А = 440 Вт), какую потребляет нагрузка во вторичной цепи (Р₂ = U₂∙I₂ = 11 В ∙ 40 А = 440 Вт).

Это не случайный результат, не типичный, а единственно возможный. Мощность, потребляемая во вторичной цепи, не может быть больше, чем поступает в первичную цепь от генератора, поскольку трансформатор — это всего лишь трансформатор, преобразователь, а не вечный двигатель. Ну а меньше мощность во вторичной цепи тоже быть не может — мы договорились, что рассматриваем работу трансформатора без учёта потерь.

Т-159. Сопротивление нагрузки в цепи вторичной обмотки трансформатора определяет режим его первичной цепи — создаёт в ней вносимое сопротивление. Итак, при определённом напряжении U₁, поступающем от генератора (например, из сети), напряжение U₂ во вторичной обмотке определяется самим устройством трансформатора — его коэффициентом трансформации. А вот что касается токов I₁ и I₂, то они зависят ещё и от сопротивления нагрузки R₂ (мы обычно обозначали её R_н), которая подключена ко вторичной обмотке. Чем больше нагрузка, то есть чем меньше сопротивление R₂, тем при неизменном напряжении U₂ больше ток I₂ — закон Ома!

Ну а раз при неизменном напряжении растёт ток, то увеличивается и потребляемая нагрузкой мощность Р₂. При этом, соответственно, должна быть больше получаемая от генератора мощность Р₁ и вместе с ней ток I₁.Иными словами, сопротивление нагрузки во вторичной цепи трансформатора влияет на режим его первичной цепи, как бы вносит в первичную цепь некоторое сопротивление R_вн, которое и определяет ток в этой первичной цепи. Зависит вносимое сопротивление R_вн также и от коэффициента трансформации и, причём зависит очень сильно, в квадрате. Отсюда следует, что очень опасно неумеренно увеличивать нагрузку, то есть уменьшать R_н, это может привести к недопустимо большим токам в обмотках, к перегреву трансформатора и непоправимому разрушению тонкого изолирующего слоя на проводах.

Р-182.Число оборотов асинхронного двигателя всегда меньше, чем следует из приближённых расчётов. Происходит это потому, что само существование двигателя, само движение его ротора связаны с появлением у этого ротора собственного магнитного поля, которое следует за вращающимся полем статора. А ток, создающий поле ротора, наводится в нём внешними магнитами, если поле ротора несколько смещается относительно их поля, например, если сам ротор движется чуть медленнее внешнего поля.