Векторна діаграма трансформатора.

Скориставшись схемою заміщення наведеного трансформатора й основних рівнянь напруг і струмів (1.34), побудуємо векторну діаграму трансформатора, що наочно показує співвідношення й фазові зрушення між струмами, ЕРС і напругами трансформатора. Векторна діаграма - графічне вираження основних рівнянь наведеного трансформатора (1.34).

Побудова діаграми (малий. 1.19, а) варто починати з вектора максимального значення основного магнітного потоку .

Вектор струму  випереджає по фазі вектор потоку  на кут , а ЕРС  і  відстають від цього вектора на кут 90° [дів. (1.6) і (1.7)]. Далі будуємо вектор . Для визначення кута зрушення фаз між  і  треба знати характер навантаження. Припустимо, що навантаження трансформатора активно-індуктивна. Тоді вектор  відстає по фазі від  на кут

,                           (1.35)

обумовлений як родом зовнішнього навантаження, так і власними опорами вторинної обмотки.

Для побудови вектора вторинної напруги  необхідно з вектора ЕРС  відняти вектори спадань напруги  й . Із цією метою з кінця вектора  опускаємо перпендикуляр на напрямок вектора струму  й відкладаємо на ньому вектор – . Потім проведено пряму, паралельну , і на ній відкладаємо вектор – . Побудувавши вектор – , одержиме трикутник внутрішніх спадань напруги у вторинному ланцюзі. Потім із крапки Про проведено вектор , що випереджає по фазі струм  на кут .

Вектор первинного струму будуємо як векторну суму: . Вектор –  проведено з кінця вектора  протилежно вектору . Побудуємо вектор , для чого до вектора – , що випереджає по фазі вектор потоку  на 90°, додаємо вектори внутрішніх спадань напруги первинної обмотки: вектор , паралельний току , і вектор , що випереджає вектор струму  на кут 90°. З'єднавши крапку О с кінцем вектора , одержимо вектор , що випереджає по фазі вектор струму  на кут .

Рис. 1.19. Векторні діаграми трансформатора при активно-індуктивній (а) і активно-ємнісної (б) навантаженнях

Іноді векторну діаграму трансформатора будують із метою визначення ЕРС обмоток. У цьому випадку заданими є параметри вторинної обмотки: ,  і . Знаючи , визначають  й , а потім будують вектори цих величин під фазовим кутом  друг до друга. Вектор ЕРС  одержують геометричним додаванням вектора напруги  зі спаданнями напруги у вторинній обмотці:

.

У випадку активно-ємнісного навантаження векторна діаграма трансформатора має вигляд, показань на малий. 1.19, б. Порядок побудови діаграми залишається колишнім, алі вид її трохи змінюється. Струм  у цьому випадку випереджає по фазі ЕРС  на кут

                        (1.36)

При значного ємнісного складового навантаження спадання напруги в ємнісні складові опори навантаження й індуктивне спадання напруги розсіювання у вторинній обмотці частково компенсують один одного. У результаті напруга  може виявитися більше, ніж ЕРС . Крім того, реактивна (випереджальна) складова вторинного струму  збігається по фазі з реактивної складової струму х.х. , тобто робить на Магнітопровід трансформатора подмагничивающее дія.

Эте веде до зменшення первинного струму  в порівнянні з його значенням при активно-індуктивному навантаженні, коли складова  впливає (малий. 1.19,а).