Страница:Радиолюбитель 1928 г. №08.djvu/34

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


ппжо мы увидим, что выгодно брать узкое и длинное окно. Задавшись величиной &J, мы величину входящего

в формулу (16) определяем по знакомому уже графику на рис. 4 (См. „Р. Л." Л* 7).

Определение величины рассеяния

В первой части мы уже выяснили значение величины рассеяния. Чем меньше коэфициент рассеяния а, тем меньше искажений вносит трансформато]) при высоких частотах. При цилиндрической обмотке падение напряжения в ш-рнич- ной обмотке трансформатора благодаря потоку рассеяния будет иметь следующую величину.

Т Jд ■ 4,4 4.0,4 . п ,у/2~. п

Здесь Jх — эффективное значение силы тока в первичной обмотке: « — частота, щ —число витков первичн. обмотки: d1 — так называемая приведенная величина воздушного зазора между обмотками (см. рис. о)

, — приведенная величина длины магнитного пути через воздух (Zs на рис. 6 изображена пунктирной линей).

Um = к . d — при круглых катушках и Um =4d--2 (у2 ^i) при прямоугольных катушках; величина d указана на рис. 6.

Коэфнциент самоиндукции рассеяния 2Х равен

v Е2Х J ♦ 4,44.0,4л: . р/зп

1 2 л nJ 2.2 л . п . J

. wf 3* ? . 1СГ*

h

^осле сокращения и вычисления имеем

21 = 0,635.10 И™6- - (18)

^8

При определении 22 (коэфициент самоиндукции рассеяния во вторичвой ©6м"тке) нам в формулу (18) надо вместо «.'j вставить м’2- Но так как в эквивалентной схеме трансформатора мы имеем

5?

дело с приведенной величиной 22 —

п?

и так как wx* = , то 27 = 2г и общий коэфициент самоиндукции рассеяния

2 — 2 2Х= 1 27 w

0

00

1

С

  • ъ

ь8

Определим теперь

г*

величину а = — L

(<т — коэфициент рассеяния). Если трансформатор без воздушного зазора, то

L = wx- Of. . £ . 10~8 (20)

lf

здесь k — ^1. Деля (19) на (20), имеем:

aw

<7 = 1,27 ±1JL . (21)

к 14 V/

Из этой формулы видно, что для уменьшения коэфициента рассеяния необходимо окно делать длинным и узким (боль-

  • ) Вернее £ =£ ; но на прямолинейном участке кривой можпо считать к =

аго

moe IX а толщину обмотки малую (малое <г).

При наличии поздушпого зазора в желозе величина 21 примот следующий вид:

«, = 1,27 Ля* . ' +0.6^) (22)

Здесь St — длина воздушного зазора (в см).

Чтобы судить о том, насколько увеличивается коэфициент рассеяния благодаря воздушному зазору, определим отношение о, к а

ai — -] Q»8 к (23)

о Ij

Например: fc = 4000; lf — 40 см; d,=a

= 0,1 мм =0,01 см.

<Ji 1 | 0,8.0,01 . 4000 -I о

~Т~ + 40 *

т.-е. ничтожный зазор в одну десятую миллиметра увеличивает коэфициент рассеяния почти вдвое. Отсюда ясно, что увлекаться воздушными зазорами в трансформаторах в целях уменьшения размеров железа не следует.

Потери в железе и вопрос о воздушном зазоре

Обозначим потери в одном килограмме железа, выраженные в ваттах, при ча-

Рис, б. Росположение обмоток на сердечнике.

Сумма потерь в железо при той же частоте выразится следующим образом

W{ = Gf wf (В . 10-4)2 (24)

Здесь Gf — вес железа; он равен об‘ему Vf, умноженному на удельный вес железа у =. 7,6 грамы/сы 3

а,=г,. у . кг»

Интересно отметить, что какой бы мы магнш вой шпукцией ни задавались, сумма потерь в железе при определенной частоте будет одинакова. В самом деде, аз

выражения (14) видно, что об‘ем, а следовательно, и вес железа обратно пропорциональны квадрату индукции; сумма же потерь, наоборот, прпмо пропорциональна квадрату индукции (ф-яа 24).

Если мы в формулу (24) вместо веса Gf поставим его выр женив язф-лы(14), то Б3 сократится и Wf будет равно:

Подставляя п = 30; у = 7,6; к = 4 000

(к — JL и производя соответствующие

aw; / 

арифметические действия, имеем:

Wf—1,52.10"3^ватт.

Обычно эти потери составляют около 20—25% от полезной мощности. Есть только один путь уменьшить потери в железе и, следовательно, повысить ко- эфиционт полезного действия трансформатора. Это — сделать воздушный зазор в в сердечнике трансформатора. При воздушном зазоре уменьшается об‘ем железа, а. следовательно, и сумма потерь. Трансформатор с воздушным зазором можно рассчитывать по тем же основным формулам, которые были выведены раньше. См. р-ва (13) и (14). Но только вместо If в этих формулах надо вставить величину (Z^-f-0,8 S к); S — длина воздушного зазора в сантиметрах.

Например; без воздушного зазора длина магнитного пути lf= 82 см. Обмотку можво свободно разместить, если при том же сечении железа Qf уменьшить длину If до 50 см. Для этого нужно сделать воздушный зазор. Его длина определяется из равенства:

^.4-0,8* . £ = 82,

подставляя сюда Z/ = 50; £ = 4000, получим:

<1 = 0,01 см.

Об‘ем железа, а, следовательно, и сумма потерь уменьшаются благодаря зазору в

09

гг — 1,64 раза; потери же меди остаются

50

одни и те же, ибо число витков не меняется. Зато благодаря воздушному за зору почти вдвое увеличивается коэфициент рассеяния а.

При конструктировании трансформаторов в каждом отдельном случае приходится решать, что целесообразнее — поступиться ли чистотой передачи и допустить воздушный зазор, или же, соблюдая требования неискаженной передачи, построить трансформатор без зазора со сравнительно низким коэфициентом полезного действия.

Вопрос о потерях в железе при звуковых частотах сравнительно мало обследован, но у нас нет никаких оснований предполагать, что при высоких частотах сумма потерь в железе трансформатора будет больше, чем при низких частотах. Если даже предположить, что потери возрастают пропорционально квадрату частоты (на самом деле они раотут не так быстро), то и тогда потери при высоких частотах не увеличатся. Дело в том, что потери так же пропорциональны квадрату магнитной индукции, а индукция J3, как было установлено выше, уменьшается пропорционально частоте.

Поэтому мы должны предположить, что потери в железе при высоких частотах скорее уменьшатся, а не возрастут. Итак, мы обследовали все оояонные вопросы, связанные с расчетом выходного трансформатора. В заключение приводим пример расчета.

296