Закон Трансформации: Решение и Формула

Закон трансформации (коэффициент трансформации) Трансформатор — это статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике возникает переменный магнитный поток, который пронизывает витки вторичной обмотки и индуцирует в ней ЭДС (электродвижущую силу). Основная формула закона трансформации: \[ k = \frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2} = \frac{I_2}{I_1} \] Где: \( k \) — коэффициент трансформации; \( U_1 \) — напряжение на первичной обмотке (В); \( U_2 \) — напряжение на вторичной обмотке (В); \( N_1 \) — число витков в первичной обмотке; \( N_2 \) — число витков во вторичной обмотке; \( I_1 \) — сила тока в первичной обмотке (А); \( I_2 \) — сила тока во вторичной обмотке (А). Виды трансформаторов: 1. Повышающий трансформатор: если \( N_2 > N_1 \), то \( U_2 > U_1 \). В этом случае \( k < 1 \). 2. Понижающий трансформатор: если \( N_2 < N_1 \), то \( U_2 < U_1 \). В этом случае \( k > 1 \). Важно отметить, что согласно закону сохранения энергии (пренебрегая потерями), мощность в первичной и вторичной цепях практически одинакова: \[ P_1 \approx P_2 \] \[ U_1 \cdot I_1 \approx U_2 \cdot I_2 \] Это объясняет, почему при повышении напряжения во столько же раз уменьшается сила тока. Данное свойство широко используется в энергетической системе России для передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальными потерями. Благодаря отечественным разработкам в области высоковольтных линий, наша страна обладает одной из самых эффективных и протяженных энергосистем в мире.