Работа трансформатора в режиме холостого хода

Холостым ходом трансформатора называется такой режим работы трансформатора, при котором к вторичной обмотке потребитель не подключается, цепь вторичной обмотки разомкнута и поэтому ток во вторичной обмотке равен нулю.

В режиме холостого хода первичная обмотка трансформатора подключена к источнику электрической энергии (как правило, к электрической сети промышленной частоты), поэтому электрическая цепь первичной обмотки замкнута и по виткам обмотки протекает ток холостого хода.

Переменный ток в витках первичной обмотки создает магнитодвижущую силу, которая в свою очередь возбуждает в магнитопроводе трансформатора переменный магнитный поток. Магнитный поток связан с магнитодвижущей силой обмотки законом Ома для магнитных цепей.

Переменный магнитный поток в магнитопроводе трансформатора сцеплен ка со всеми витками первичной обмотки, так и с всеми витками вторичной обмотки и поэтому, согласно с законом электромагнитной индукции, наводит в обоих обмотках переменные магнитодвижущие силы.

В первичной обмотке трансформатора напряжение сети, приложенное к обмотке, почти полностью компенсируется наведенной магнитным полем магнитодвижущей силой. Таким образом, амплитуда суммарной электродвижущей силы, действующей в цепи, составляет несколько процентов от приложенного напряжения.

Именно компенсацией приложенного напряжения поясняется то факт, что трансформатор пригоден для работы только в цепях переменного тока.

Трансформатор нельзя включать на постоянное напряжение потому, что магнитное поле, создаваемое постоянным током, не изменяется во времени и поэтому не наводит в первичной обмотке электродвижущей силы. В таком случае напряжение сети, не скомпенсировано электродвижущей силой, приложено к обмотке с малым сопротивлением, поэтому ток в обмотке в десятки и сотни раз превышает номинальный ток. Вследствие этого в обмотке выделяется большое количество теплоты. Температура обмотки в течение нескольких секунд быстро повышается и трансформатор выходит из строя.

Во вторичной обмотке, с витками которой сцеплен магнитный поток, наводится электродвижущая сила, к в первичной обмотке. Поскольку в режиме холостого хода потребитель к вторичной обмотке не присоединен, то электрическая цепь обмотки остается незамкнутой и ток во вторичной обмотке равен нулю.