Принцип действия автотрансформатора

Первичные и вторичные обмотки обычных трансформаторов взаимодействуют между собой электромагнитным путем. Автотрансформаторы имеют только одну обмотку, которая одновременно является первичной и вторичной (рис. 1).

Эта обмотка размещается на замкнутом магнитопроводе, и поэтому в автотрансформаторе между условными первичной и вторичной обмотками существует не только электромагнитная, но и электрическая связь. Принцип действия автотрансформаторов аналогичен работе обычных трансформаторов.

На рис. 1 показана схема автотрансформатора, у которого число витков W₁>W₂. Подключение всей обмотки W₁ на напряжение сети U₁ вызовет в первичной цепи ток I₁. При подключении части этой обмотки W₂ на сопротивление нагрузки Z во вторичной цепи потечет ток I₂.

Рис. 1. Устройство (а) и схема включения (б) автотрансформатора

Ток I₂ на участке АВ обмотки W₂ направлен встречно току I₁. Результирующий ток I_1,2 общего участка обмотки определяется геометрической разностью токов:

По этой причине общая часть обмотки автотрансформатора наматывается проводом меньшего сечения, что приводит к экономии массы и объема расходуемой меди, а следовательно, к уменьшению массы стали. С уменьшением массы стали уменьшаются и магнитные потери, поэтому автотрансформаторы имеют меньшую стоимость и более высокий к. п. д. по сравнению с обычными трансформаторами той же мощности.

Коэффициент трансформации автотрансформатора:

Автотрансформаторы могут быть понижающими и повышающими, одно- и трехфазными. При наличии большого числа отводов у обмотки автотрансформатора можно регулировать вторичное напряжение U₂ от нуля до напряжения U₁ сети.

Недостатком автотрансформаторов является наличие электрической связи между вторичной и первичной цепями, что ограничивает возможности их использования.