Главная Движение носителей электрических зарядов



Рис. 10.16

Рис. 10.17

параметрических датчиков всегда требуется вспомогательный источник электрической энергии.

Индуктивные и емкостные датчики применяют, как правило, в сочетании с электромагнитными и электродинамическими логометрами при питании измерительного устройства переменным током.

В качестве примера рассмотрим измерение уровня жидкости индуктивным датчшсом (рис. 10.16). Принцип работы прибора основан на изменении индуктивности катушки при перемещении ее сердечника (или изменений воздушного зазора) под действием измеряемой механической величины. Железный сердечник 2 связан с поплавком 5, перемещение которого влияет на индуктивность катушки /. При изменении индуктивности катушки происходит изменение ее индуктивного сопротивления и тока в ее цепи.

Индуктивные датчики могут быть использованы для измерения как для сравнительно больших, так и достаточно малых перемещений, например для контроля небольших изменений толщины листа при прокатке.

Емкостные датчики применяют для измерения перемещений, толщины диэлектриков, механической силы и т. д. Например, в емкостном датчике при измерении толщины ленты 2 (рис. 10.17) происходит изменение емкости за счет изменения размеров воздушного промежутка между пластинами / воздушного конденсатора, вследствие чего изменяется емкостное сопротивление конденсатора и тока в измерительной цепи.

В заключение отметим, что с помощью одного и того же типа датчика можно измерять и контролировать различные неэлектрические величины. Если при измерениях и контроле изменения электрической величины на выходе датчика малы, то необходимо использовать промежуточные усилители.




Глава 11

ТРАНСФОРМАТОРЫ

§ 11.1. Назначение м принцип действия трансформаторов

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее дне или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.

В цепях переменного тока использование трансформаторов позволяет изменять напряжения, ток, число фаз, частоту. Чаще всего трансформаторы применяются для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения без изменения частоты, а также для изменения числа фаз. Трансформаторы по назначению подразделяются на три основные группы: силовые, согласующие и импульсные.

Силовые трансформаторы служат для передачи и распределения электрической энергии для различных технологических целей, например сварки (сварочные трансформаторы), а также для электропитания устройств радиоэлектронной аппаратуры, автоматики и вьгаислительной техники, электробытовых и осветительных приборов.

Электрические станции обычно располагаются вблизи естественных источников энергии и вырабатывают электрическую энергию напряжением 6 - 20 кВ. Для снижения потерь мощности в линиях электропередачи и уменьшения сечения гфоводов при передаче электроэнергии на дальние расстояния необходимо, чтобы электроэнергия передавалась гфи больших напряжениях (110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ). Поэтому на электростанциях устанавливают мощные трансформаторы, повышающие напряжение, причем мощность этих трансформаторов может достигать 1 млн. кВ-а.

Распределение электроэнфгии между городами и населенными пунктами, между промышленными предприятиями и учреждениями



городов, а также между цехами предприятий чаще всего осущес -вляется по воздушным и кабельным линиям при напряжениях 220, НО, 35, 20, 10 и 6 кВ. Следовательно, во всех узлах распределительных сетей необходимо устанавливать трансформаторы, понижающие напряжение. Больщинство приемников (потребителей) электроэнергии переменного тока работают при напряжениях 220, 380 и 660 В, поэтому в местах потребления электроэнергии также необходимо устанавливать понижающие трансформаторы. Таким образом, при передаче электроэнергии от электростанций к потребителям она подвергается в трансформаторах многократному преобразованию.

Трансформаторы, предназначенные для согласования напряжений или сопротивлений между каскадами (звеньями) в радиопередающих и радиоприемных устройствах, усилителях и других устройствах, называются согласующими. Эти трансформаторы подразделяют на входные, промежуточные и выходные.

Трансформаторы, используемые для передачи импульсов напряжения или тока из одной электрической цепи в другую, называются импульсными. Эти трансформаторы имеют широкое применение в импульсной технике.

По исполнению (числу обмоток) трансформаторы подразделяются на одно-, двух- и многообмоточные. К однообмоточным трансформаторам относятся автотрансформаторы, у которых между первичной и вторичной обмотками существует не только магнитная, но и электрическая связь. Двухобмоточные трансформапюры имеют одну первичную и одну вторичную обмотки, которые электрически изолированы друг от друга. Многообмоточные трансформаторы имеют одну первичную обмотку и несколько вторичных электрически несвязанных обмоток.

В зависимости от числа фаз трансформаторы бывают однофазными и многофазными (в основном трехфазными), причем число фаз Пфвичной обмотки определяется числом фаз источника питания, а число фаз вторичной - назначением трансформатора.

Трансформаторы, предназначенные для повьпцения напряжения в электрической цепи, называют повышающими, а служащие для понижения напряжения - понижающими.

На рис. 11.1, а изображена электромагнитная схема однофазного двухобмоточного трансформатора, а на рис. 11.1,6 -его условное графическое обозначение. Трансформатор состоит из двух обмоток, первичной 1 и вторичной 3, размещенных на замкнутом ффро-магнитном магнитопроводе 2, который для уменьшения потерь от вихревых токов набран из листов электротехнической стали толщиной 0,35 - 0,5 мм, легированной кремнием. Магнитопровод служит для усиления магнитной связи между обмотками трансформатора, т. е. для уменьшения магнитного сопротивления контура, через который проходит магнитный поток трансформатора. В воздушных трансформаторах малой мощности, применяемых при частотах свыше ~20 кГц, ферромагнитный магнитопровод отсутствует, так как практически он не может проводить магнитный поток из-за вытеснения его к поверхности магнитопровода.

Обмотка трансформатора 1 (рис. 11.1, а), к которой подводится



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [58] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0133