Измерительные трансформаторы напряжения (ИТН) и измерительные трансформаторы тока (ИТТ) имеют различные физические принципы действия, которые отражают особенности электрических величин, которые они измеряют.

Основные различия в физических процессах

Принцип действия:

Измерительный трансформатор напряжения (ИТН): Работает по принципу электромагнитной индукции, преобразуя высокое номинальное напряжение на первичной обмотке в низкое напряжение на вторичной обмотке. Это достигается использованием магнитного поля, созданного током, который проходит через первичную обмотку. Формула для отношения витков:
[
\frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2}
]
где (U_1) и (U_2) — напряжения на первичной и вторичной обмотках соответственно, (N_1) и (N_2) — количество витков на первичной и вторичной обмотках.

Измерительный трансформатор тока (ИТТ): В этом случае трансформатор также использует принцип электромагнитной индукции, но он не измеряет напряжение напрямую. Он измеряет ток путем создания магнитного поля, пропорционального току в первичной обмотке. Ток в первичной обмотке вызывает ток в вторичной обмотке. Формула для отношения токов:
[
\frac{I_1}{I_2} = \frac{N_2}{N_1}
]
где (I_1) и (I_2) — токи на первичной и вторичной обмотках соответственно.

Соотношение между величинами:

В ИТН основное внимание уделяется соотношению напряжений, в то время как в ИТТ — соотношению токов. Это ведет к различиям в их характеристиках и использованию в электрических системах.ИТН обычно имеют высокий уровень входного напряжения и низкий выходной, в то время как ИТТ имеют более низкий уровень первичного тока и предоставляют малый ток на выходе.Формулы для обоснования различий

Измерительный трансформатор напряжения (ИТН):

Закон Ома и закон Фарадея для электромагнитной индукции.Работа трансформатора выражается формулами:
[
U_2 = \frac{N_2}{N_1} U_1
]
[
P_1 = P_2 \implies U_1 I_1 = U_2 I_2
]

Измерительный трансформатор тока (ИТТ):

Здесь важен закон Ома:
[
I_2 = \frac{N_2}{N_1} I_1
]
[
P_1 = P_2 \implies I_1 U_1 = I_2 U_2
]Заключение

Таким образом, основное отличие между ИТН и ИТТ заключается в измеряемых величинах — напряжении и токе соответственно — и в том, как эти величины взаимодействуют с магнитным полем в трансформаторе. Это проявляется в различных конфигурациях и расчетах, основанных на электрических законах и принципах индукции.