трансформатор

Рис. 1. Разделительный трансформатор.

Рис. 1.
Разделительный трансформатор:
1 - трансформатор;
2 - розетка;
3 - декоративная крышка.

трансформа́тор — электрический аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток той же частоты, но, как правило, другого напряжения. Содержит одну (автотрансформатор) или несколько обмоток, расположенных на магнитном сердечнике (магнитопроводе). Обмотка, потребляющая энергию, и, соответственно, соединённая с источником электроэнергии, называется первичной, остальные обмотки — вторичными. Отношение напряжений на первичной и вторичной обмотках приближённо равно отношению чисел витков соответствующих обмоток.

Различают трансформаторы: силовые, разделительные, переходные. Силовой трансформатор устанавливают вблизи дома. Его первичная обмотка получает питание от сети напряжением 10 или 6 кВ, вторичная питает однофазные нагрузки 220 В (лампы накаливания, бытовые электроприборы и т. д.), а также трёхфазные электродвигатели 380 В общедомовых потребителей: лифтов, насосов систем водо- и теплоснабжения, вентиляторов. Мощность силовых трансформаторов лежит в пределах от нескольких десятков до сотен киловольт-ампер в зависимости от размеров здания, его этажности, наличия или отсутствия электроплит в квартирах.

Разделительный трансформатор устанавливают в квартире (обычно в ванной комнате) непосредственно рядом с розеткой, в которую включают электробритву. По технике безопасности запрещается устанавливать в ванных комнатах розетки, присоединённые непосредственно к сети. Это запрещение объясняется повышенной опасностью поражения электрическим током из-за близости водопроводных труб и металлической ванны, токопроводящего пола, сырости. Назначение разделительного трансформатора — не понижать (повышать) напряжение, а только изолировать электроприёмник от сети для обеспечения безопасности. Первичная обмотка разделительного трансформатора (рис. 1) питается от сети 220 В, вторичная обмотка присоединена к розетке для подключения электробритвы. Разделительный трансформатор устанавливается в непосредственной близости к розетке и закрывается декоративной крышкой. Обмотки электрически изолированы друг от друга и связаны только магнитным потоком в сердечнике. Таким образом, электробритва, включённая в розетку, с сетью непосредственно не соединена, чем объясняется электробезопасность такого включения. Вторичную обмотку разделительного трансформатора, а также присоединённые к ней приборы ни занулять, ни заземлять нельзя. Однако кожух (который ни с магнитопроводом, ни с обмотками разделительного трансформатора не соединён) занулять следует.

Переходные трансформаторы применяют в тех случаях, когда номинальные напряжения сети и прибора, который должен быть к ней присоединён, различны. В понижающем трансформаторе (рис. 2) первичная обмотка (с большим числом витков) включается в сеть 220 В, а вторичная (с меньшим числом витков) — к электроприбору. В повышающем трансформаторе наоборот: к сети 127 В подключается обмотка с меньшим числом витков, а к электроприбору — с большим.

Автотрансформаторы для включения бытовых электроприборов выпускаются мощностью 250, 400, 630, 800 и 1000 В·А. Они применяются в тех случаях, если номинальное напряжение прибора отличается от номинального напряжения сети.

Прибор включают штепсельной вилкой в гнездо автотрансформатора (рис. 3, а) с надписью «Нагрузка». Перед включением автотрансформатора нужно убедиться, что стрелка, имеющаяся на колодке, указывает на надпись «220/127», если в сети напряжение 220 В и его надо понизить до 127 В, или «127/220», если в сети напряжение 127 В и его нужно повысить до 220 В. В зависимости от положения колодки получают разные схемы (рис. 3, б и в). В отличие от обычного трансформатора, где обмотки надёжно изолированы одна от другой, в автотрансформаторе имеется всего одна обмотка, от которой сделаны один или несколько отводов. Если напряжение нужно понизить, то напряжение электрической сети подаётся ко всей обмотке (рис. 2, б), а электроприбор — к части витков; если напряжение нужно повысить, то, наоборот, электроприбор подключается ко всем виткам обмотки, а напряжение сети подаётся к части витков. Простейшие нерегулируемые автотрансформаторы часто используют для подключения холодильников, пылесосов и т. п. Для питания телевизоров, видеомагнитофонов и другие.гих радиоэлектронных приборов применяют более сложные, регулируемые автотрансформаторы со ступенчатым или плавным изменением выходного напряжения. Для контроля за снимаемым напряжением такие автотрансформаторы обычно имеют вольтметр.

Автотрансформаторы могут быть заменены трансформаторами такой же мощности, но наоборот — далеко не всегда. Дело в том, что есть приборы (или элементы его электрической цепи), электрическая прочность изоляции которых ниже, чем требуется для безопасного их включения непосредственно в электрическую сеть. В таких случаях прибор следует включать только через понижающий трансформатор, а автотрансформатором пользоваться нельзя.

Мощность трансформатора (автотрансформатора) должна быть не меньше мощности, обозначенной на электроприборе, иначе трансформатор (автотрансформатор) будет перегреваться и может даже сгореть. Следует помнить также, что любой трансформатор (автотрансформатор), включённый в сеть, потребляет электроэнергию даже тогда, когда электроприбор к нему не подключён. Поэтому, выключая электроприбор надолго, следует для экономии электроэнергии отключить от электрической сети и питающий его трансформатор (автотрансформатор). Нельзя включать повышающий трансформатор в сеть напряжением 220 В, так как в этом случае на его выходе возникнет напряжение, превышающее (иногда значительно) 220 В, что может привести к выходу из строя как подключённых к трансформатору электроприборов, так и самого трансформатора.

Рис. 2. Схемы переходного трансформатора, автотрансформатора и присоединения их обмоток к сети и электроприбору.

Рис. 2.
Схемы переходного трансформатора (вверху), автотрансформатора (внизу) и присоединения их обмоток к сети и электроприбору для понижения или повышения напряжения;
I - первичная обмотка;
II - вторичная обмотка.

Рис. 3. Автотрансформатор переходной бытовой.

Рис. 3.
Автотрансформатор переходной бытовой:
а - подключение электроприбора (нагрузки);
б, в - схемы повышения и понижения напряжения сети;
1 - штепсельная вилка электроприбора;
2 - гнездо автотрансформатора с надписью "Нагрузка";
3 - провод с вилкой 4 для подключения автотрансформатора к сети;
5 - колодка для переключения напряжения.