8. Расскажите об устройстве, принципе действия и применении трансформатора.

8. Трансформатор

Устройство:

• Сердечник: обычно изготавливается из трансформаторной стали (пластин, изолированных друг от друга) для уменьшения потерь на вихревые токи. Сердечник замыкает магнитный поток.
• Первичная обмотка: намотана на сердечник, к ней подводится переменное напряжение.
• Вторичная обмотка: намотана на тот же сердечник, с нее снимается измененное напряжение. Число витков во вторичной обмотке отличается от числа витков в первичной.

Принцип действия:

Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции и взаимной индукции. При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, в сердечнике создается переменный магнитный поток. Этот магнитный поток, пронизывая витки как первичной, так и вторичной обмоток, наводит в них ЭДС индукции. Отношение напряжений на первичной и вторичной обмотках равно отношению числа витков в этих обмотках: \( \frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2} \). Если \( N_2 > N_1 \), трансформатор повышающий (напряжение увеличивается). Если \( N_2 < N_1 \), трансформатор понижающий (напряжение уменьшается).

Применение:

• Понижение напряжения: для безопасной подачи электроэнергии в жилые дома и квартиры (например, с 10 000 В до 220/380 В).
• Повышение напряжения: для передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальными потерями (с 220/380 В до 110 000 В и выше).
• В электронике: для питания различных устройств от сети (например, зарядные устройства, блоки питания).
• В измерительной технике: для измерения больших токов и напряжений.