Количество витков как найти: Как определить число витков вторичной обмотки трансформатора

Содержание

Как определить число витков вторичной обмотки трансформатора

Для расчёта количества витков вторичной обмотки необходимо знать, сколько витков приходится на один Вольт. Если количество витков первичной обмотки неизвестно, то это значение можно получить одним из предложенных ниже способов.

Первый способ.

Перед удалением вторичных обмоток с каркаса трансформатора, нужно замерить на холостом ходу (без нагрузки) напряжение сети и напряжение на одной из самых длинных вторичных обмоток. При размотке вторичных обмоток, нужно посчитать количество витков той обмотки, на которой был произведён замер.

Имея эти данные, можно легко рассчитать, сколько витков провода приходится на один Вольт напряжения.

Второй способ.

Этот способ можно применить, когда вторичная обмотка уже удалена, а количество витков не посчитано. Тогда можно намотать в качестве вторичной обмотки 50 -100 витков любого провода и сделать необходимые замеры. То же самое можно сделать, если используется трансформатор, имеющий всего несколько витков во вторичной обмотке, например, трансформатор для точечной сварки. Тогда временная измерительная обмотка позволит значительно увеличить точность расчётов.

Когда данные получены, можно воспользоваться простой формулой:

 

ω1 / U1 = ω 2 / U2

ω 1 – количество витков в первичной обмотке,

ω 2 – количество витков во вторичной обмотке,

U1 – напряжение на первичной обмотке,

U2 – напряжение на вторичной обмотке.

Пример:

Я раздобыл вот такой трансформатор без вторичной обмотки и опознавательных знаков.

Намотал в качестве временной вторичной обмотки – 100 витков.

Намотал я эту обмотку тонким проводом, который не жалко и которого у меня больше всего. Намотал «в навал», что значит, как попало.

Результаты теста.

Напряжение сети во время замера – 216 Вольт.

Напряжение на вторичной обмотке – 20,19 Вольт.

Определяем количество витков на вольт при 216V:

100 / 20,19 = 4,953 вит./Вольт

Здесь на точности не стоит экономить, так как погрешность набегает при замерах. Благо, считаем-то не на бумажке.

Рассчитываем число витков первичной обмотки:

4,953 * 216 = 1070 вит.

Теперь можно определить количество витков на вольт при 220V.

1070 / 220 = 4,864 вит./Вольт

Рассчитываем количество витков во вторичных обмотках.

Для моего трансформатора нужно рассчитать три обмотки. Две одинаковые «III» и «IV» по 12,8 Вольт и одну «II» на 14,3 Вольта.

4,864 * 12,8 = 62 вит.

4,864 * 14,3 = 70 вит.

 

Использование прибора мультиметра

Используя мультиметр, можно найти данные для пересчета обмоток имеющегося трансформатора.

Для этого необходимо выполнить дополнительную катушку из любого имеющегося в наличии провода.

После подключения устройства в сеть необходимо измерить напряжение на дополнительной катушке.

Теперь можно легко подсчитать необходимое число витков на вольт и выполнить перерасчет трансформатора под нужные требования.

Таблица количества вольт на виток

Для того, чтобы постоянно не выполнять расчеты, можно воспользоваться таблицей, в которой приведены усредненные данные обмоток в зависимости от мощности:

Мощность, P Сечение в см2, S Количество вит. /В, W Мощность, P Сечение в см2, S Количество вит. /В, W
1 1.4 32 50 9.0 5.0
2 2.1 21 60 9.8 4.6
5 3.6 13 70 10.3 4.3
10 4.6 9.8 80 11.0 4.1
15 5.5 8.4 90 11.7 3.9
20 6.2 7.3 100 12.3 3.7
25 6.6 6.7 120 13.4 3.4
30 7.3 6.2 150 15.0 3.0
40 8.3 5.4 200 17.3 2.6

Пример

В качестве примера рассчитаем трансформатор питания для зарядного устройства.

Исходные данные:

  1. напряжение сети – 220В;
  2. выходное напряжение – 14В;
  3. ток вторичной обмотки – 10А;
1. Определяем мощность вторичной обмотки

Используя выходные параметры, определяем мощность вторичной обмотки:

P=14∙10=140 Вт

2. Определяем габаритная мощность тр-ра

Габаритная мощность:

P=1.25∙ 140=175 Вт.

3. Находим площадь сечения магнитопровода сердечника

Площадь сечения магнитопровода сердечника составит:

S=√175=13.3 см2

Наилучшими параметрами обладают конструкции, у которых сечение сердечника приближается к квадратному.

Таким образом выбираем ленточный бронепровод с размерами сердечника 3.5х4 см. Его площадь равняется 14 см2.

Для данного сердечника К=50.

Для определения числа витков используют следующее соотношение, показывающее, сколько необходимо витков на 1 вольт напряжения:

W=K/S,

где К – коэффициент, который зависит от материала и типа сердечника.

Для упрощения вычислений приняты следующие значения коэффициента:

  1. Для наборных магнитопроводов из Ш-или П-образных пластин К=60.
  2. Для разрезных магнитопроводов К=50.
  3. Для О-образных сердечников К=40.

Таким образом: W=50/14=3.6 вит/вольт

Для обмоток общее количество витков равняется:

  • первичная обмотка n1=220∙3.6= 792 витка;
  • вторичная обмотка n2=14∙3.6=50 витков.

Поскольку трансформатор мощный, то падение напряжения на первичной обмотке можно не учитывать.

Определяем диаметр проводов вторичной обмотки

d=0.7√I (ток вторичной обмотки)

Определяем диаметр обмоточных проводов: d2=0.7√10=2.2 мм.

Ближайшее стандартное значение – 2.4 мм.

Определяем диаметр проводов первичной обмотки

Для нахождения диаметра провода первичной обмотки найдем ток через нее:

I=P/U=175/220=0.8А.

Данному току соответствует диаметр: d1=0.7√0.8=0.63 мм.

Ближайшее стандартное значение имеет как раз такое значение.

Более углубленный расчет предполагает оценку коэффициента заполнения свободного окна магнитопровода. Большое значение числа вторичных обмоток может не поместиться в свободном окне, тогда необходимо будет выбрать более мощный сердечник.

При слишком свободном размещении обмоток ухудшается КПД устройства, увеличивается магнитное поле рассеивания. Однако, как показывает практика, при правильном выборе сечения сердечника подобные расчеты становятся излишними.

Определение числа витков во вторичной обмотке трансформатора

Онлайн калькулятор расчета многослойной катушки индуктивности

На практике нередко случаются ситуации, когда при выходе со строя катушки индуктивности, ее необходимо восстановить – намотать новую проволоку взамен старой. При этом вам уже известны геометрические параметры катушки, но требуется узнать, сколько сделать витков, слоев, их толщину и длину необходимого для этого провода. Стоит отметить, что при намотке витки должны ложиться вплотную без зазора.

Для расчета индуктивности многослойной катушки используется такая формула:

Где,

  • d – сумма диаметра каркаса и толщины намотки только с одной стороны;
  • n – количество витков;
  • g – толщина намотанной проволоки;
  • h – высота намотанной проволоки;

Из этой формулы, зная величину индуктивности, можно вывести толщину намотки:

Для определения количества витков необходимо воспользоваться формулой:

Где,

  • пр – диаметр провода
  • h – высота катушки;
  • g – толщина намотки.
Расчет количества витков

Длину одного витка можно определить следующим образом:

lвит = π * dвит

Где π – это константа, а dвит_— это диаметр витка.

Тогда, зная общее число витков и принимая, что d – это усредненное значение диаметра для всех витков, длина всего провода будет определяться по формуле:

Lw = n * π * d

Через сопротивление провода можно определить его диаметр, для чего понадобится выразить сопротивление через геометрические параметры устройства.

R = ρ * ( Lw / S ),

где ρ – удельное сопротивление металла, из которого изготовлен проводник, а S – площадь проводника, которая определяется по формуле:

Подставив значение площади и длины провода, получим такое выражение для определения сопротивления:

Из значения сопротивления можно вывести формулу для определения диаметра провода, подставив предварительно формулу для вычисления количества витков:

 

После получения величины диаметра провода, можно определить количество витков, которое подставляется с остальными данными в первую формулу для расчета индуктивности.

Число слоев можно определить, разделив толщину намотки на диаметр провода:

N = g / dпр

Посредством вышеприведенных вычислений можно определить все параметры многослойной катушки индуктивности, которые помогут вам изготовить устройство с нужными параметрами. Также, чтобы облегчить вычисления вы можете воспользоваться нашим онлайн калькулятором ниже.

Как узнать точное количество витков силового трансформатора

Я собираюсь нанести удар по этому поводу, и, может быть, если я ошибаюсь в отношении характеристик материала слоистых пластиков из кремнистой стали, кто-то может указать на это. В вопросе почти достаточно информации, чтобы понять это, учитывая, что вам нужно сделать некоторые оценки размера трансформатора ….

Я бы начал с основ, B = μ H μ ЧАС и, признавая, что пиковая магнитная индукция кремнистой стали 1 1 должно быть ограничено примерно 2 тесла, H можно рассчитать из оценки тока намагничивания, вероятно, для однофазного силового трансформатора 100 кВА.

Vp = 11 кВ, Vs = 400 В и мощность = 100 кВА

Первичный ток будет около 10 А для полной нагрузки (из приведенного выше заявления OP), а ток намагничивания будет около 5% от этого (скажем) 0,5 А. Пиковый ток Mag будет 0,71 А. Принято к сведению. Также, используя классическую формулу BH: —

B = 4 π×10- 7× 40 , 000 × В 4 π × 10 — 7 × 40 , 000 × ЧАС или же

H = B4 π×10- 7× 40 , 000 B 4 π × 10 — 7 × 40 , 000 и для B = 2 тесла, H = 39,8 ампер-витков на метр.

Что такое ампер-витки на метр — «амперы» знают все, «витки» — все, а «на метр» относится к средней магнитной длине сердечника. Для тороида это средний диаметр кольца, умноженный на π π . Для силового трансформатора это может легко быть 3 метра (на самом деле удар в темноте, потому что кВА вне моей лиги !!)

Итак, у нас H = около 40 Ат / м, и мы знаем, что ампер (пик) составляет около 0,7, и я предполагаю, что длина составляет 3 м. Это означает, что количество витков будет: —

40 × 30,7 40 × 3 0,7 = 171 ход — я думаю, можно по этому поводу проверить работоспособность?

Я мог оценить поперечное сечение сердечника трансформатора в 0,1 м. 2 2 . Тогда я мог бы рассчитать сопротивление сердечника по этой формуле: —

Нежелание = е ежe c t i v e l e n g т чп е р м е а б и л я т у⋅ е ежe c t i v e a r e a  е ж ж е c т я v е   л е п грамм т час п е р м е а б я л я т у ⋅ е ж ж е c т я v е   а р е а . Подставляя действительные числа, получаем: —

3 мес.4 π×10- 7× 40 , 000 × 0,1м2 3 м 4 π × 10 — 7 × 40 , 000 × 0,1 м 2 = 596,8

Зная сопротивление и количество витков, я могу вычислить индуктивность: —

Индуктивность = квадрат витков / сопротивление = 171 2 2 / 597 = 49 генри.

Тогда я мог бы оценить реактивное сопротивление, приняв 50 Гц, и получить 15,4 кОм.

Тогда я мог бы рассчитать ток намагничивания на основе 11кВ = 11 , 00015 , 400 11 , 000 15 , 400 = 0,71 ампер.

Это недалеко от того места, где я начал, когда предполагал ток намагничивания 0,5 А, поэтому я предполагаю, что первичные витки будут около 171 витка, а если вторичное напряжение составляет 400 В, то вторичные витки будут около 6.218, поэтому, если я предполагаю, что есть 7 витков вторичной обмотки, количество витков первичной обмотки составит около 193.

Я понятия не имею, как далеко это будет, поэтому не наматывайте это дома и не перебрасывайте пару проводов через ближайшую линию питания 11 кВ!


1 1 Кремниевая сталь является вероятным кандидатом на роль сердечника большого силового трансформатора, и этот материал имеет относительную проницаемость, μр μ р из 40 000. Смотрите таблицу на полпути вниз этой странице. Я не специалист по силовым трансформаторам, так что не стреляйте в меня, если что-то не так !!

РЕДАКТИРОВАТЬ — вопреки сайту, который утверждает, что относительная проницаемость составляет 40 000, вики говорится μр μ р для «электротехнической стали» больше вроде 4000. Это сделало бы H, рассчитанную выше напряженность магнитного поля, больше похожей на 398 Ат / м. Это сделало бы количество витков первичной обмотки примерно 1700. Кто-нибудь знает, что μр μ р будет?

Электрический способ определения числа витков обмоток трансформаторов

Известно, что индуктируемая в обмотках трансформатора э. д. с. определяется выражением

где Е1 и Е2— индуктированная э. д. с. в обмотках ВН и НН;
f — частота приложенного напряжения;
Ф — величина магнитного потока, пронизывающего обмотки трансформатора;
W1 и w2 — число витков обмоток ВН и НН.
При холостом ходе трансформатора, т. е. когда вторичная обмотка не нагружена, а по первичной проходит небольшой ток намагничивания (всего несколько процентов от номинального), можно положить, что напряжения на вводах трансформаторов равны их э. д. с. Тогда (1) примет вид:
 
Отношение высшего поминального напряжения трансформатора к низшему при холостом ходе называется коэффициентом трансформации и обозначается буквой /(:
после сокращения имеем:
 
т. е. коэффициент трансформации равен отношению номинальных напряжений, а также отношению числа витков обмоток трансформатора.
Для определения коэффициента трансформации существуют методы:
а)       двух вольтметров;
б)      моста переменного тока;
в)       постоянного тока;
г)       эталонного (стандартного) трансформатора и др.
ГОСТ   на методы испытаний силовых трансформаторов рекомендует для определения коэффициента трансформации метод двух вольтметров. На рис. 1 даны схемы определения коэффициента трансформации и вид на крышку трансформатора для однофазного и трехфазного трансформаторов. Подводимое напряжение согласно ГОСТ должно быть в пределах от одного до нескольких десятков процентов номинальною напряжения Большие значения относятся к трансформаторам меньшей мощности, а меньшие — к трансформаторам большей мощности. Так, например, на испытательной станции Московского электрозавода   руководствуются следующими данными:
Для трансформаторов, имеющих на стороне обмотки НН до 2 000 в, к обмотке НН подводят напряжение 100 в.
Для трансформаторов, имеющих на этой же стороне более 2 000 в, к обмотке НН подводят 200 в.

Рис. 1.
а — схема определения коэффициента трансформации однофазного трансформатора и вид на крышку трансформатора, б — схема определения коэффициента  трансформации трехфазного трансформатора и вид на крышку трансформатора
В заводских условиях напряжение к обмотке НН подводится от отдельного синхронного генератора небольшой мощности с регулируемым напряжением. «Круглое» число 100 или 200 в выбирают для облегчения подсчета измеренного коэффициента трансформации.
В последнее время для определения коэффициента трансформации широко применяются мостовые схемы переменного тока. Они очень удобны в работе, и работа ими производится значительно быстрее, чем по методу двух вольтметров. Кроме того, работа мостовыми схемами безопаснее для работников, производящих испытание, так как в большинстве случаев напряжение 120—220 в подводится к обмотке ВН. Точность измерений весьма высокая (до 0,1%).
Трансформаторы, изготовленные в соответствии с ГОСТ 401-41 на силовые трансформаторы, имеют допуск для значений коэффициента трансформации всех трансформаторов ±0,5% и только для трансформаторов с коэффициентом трансформации меньшим 3, и для трансформаторов собственных нужд подстанций ±1%.
Новый ГОСТ 11677-65 определил допуск для значений коэффициента трансформации всех силовых трансформаторов и автотрансформаторов с напряжением обмотки высшего напряжения 10 кВ и выше ±0,5% и допуск ±1% Для трансформаторов с фазным коэффициентом трансформации 3 и менее или, если этот допуск особо оговорен в стандартах или технических условиях на отдельные виды трансформаторов.
При определении коэффициента трансформации результаты, полученные при измерениях, не должны отличаться от расчетных более чем на ±0,5%, т. е. все погрешности приборов и отсчетов не должны превосходить ±0,5%. Такой малый процент ошибки определяется допустимым отклонением в числе витков. Большая разница коэффициента трансформации параллельно работающих трансформаторов может вызвать, как видно из предыдущего, недопустимо большие уравнительные токи.
Необходимо указать, что измерения при определении коэффициента трансформации нужно производить приборами классов точности 0,3 и 0,2 (лабораторные и контрольные). Пользоваться для этого приборами щитовыми, ошибка которых может доходить до 4%, нельзя. В подобных измерениях большую роль играет не только класс точности прибора, но также и шкала. Иногда приборы, имея достаточный класс точности, не могут быть использованы для данного измерения, так как шкала не позволяет с достаточной точностью снять отсчет. На рис. 2,а показаны шкалы таких приборов. Рекомендуется пользоваться приборами требуемого класса точности, шкала которых позволяет брать отечет с точностью до 0,2%.
На рис. 2,б показаны шкалы электродинамических вольтметров класса точности 0,3, позволяющие брать отсчеты требуемой точности.
Обычно вольтметры лабораторного типа высшего класса точности, служащие для подобных измерений, имеют шкалу со 150 делениями. Вольтметры нужно подбирать таким образом, чтобы показания приходились па среднюю часть шкалы. Пользоваться предельными участками шкалы не рекомендуется. Ни в коем случае нельзя производить измерения в начале шкалы, так как это может повести к очень большой погрешности.

Рис. 2. Различные виды шкал вольтметров. а — не допускающие точных измерений, б и в — шкалы точного вольтметра.
В тех случаях, когда при определении коэффициента трансформации приходится пользоваться не отдельным генератором, а общей сетью, напряжение которой колеблется, может получиться значительная ошибка в результатах измерении за счет неодновременного снятия отсчетов на приборах.
Поэтому при работе от сети надо снимать несколько отсчетов для одного измерения. Кроме того, снятие показании по обоим вольтметрам следует производить одновременно по сигналу.
При ремонте обмоток трансформаторов недостаточно знать только коэффициент трансформации, должно быть известно также число витков в обмотках ВН и НН. Для определения числа витков какой-либо обмотки необходимо знать коэффициент трансформации и число витков другой обмотки. Подсчет коэффициента трансформации не представляет трудности, так как напряжения холостого хода обмоток ВН и НН указаны на щитке трансформатора. Число же витков обмоток трансформатора, как уже было сказано, обычно бывает неизвестно.
Подсчитать в таких случаях число витков подлежащей ремонту обмотки можно следующим образом: на фазу трансформатора, у которой хотят определить число витков одной из обмоток, поверх существующих обмоток наматывают определенное число витков. Эти временные витки могут быть намотаны обыкновенным изолированным проводом сечения 0,75 и 1 мм2. Число витков временной обмотки можно брать произвольное, но для ускорения самого процесса намотки его следует выбирать небольшим и удобнее — в круглых числах (10, 15, 20 и т. д.).
Число витков временной обмотки также обусловливается пределом измерения шкалы вольтметра, которым измеряют напряжение. Уложив временную обмотку, подводят напряжение к одной из постоянных обмоток трансформатора и затем измеряют напряжение на временной и постоянной обмотках. Такие измерения производят на всех фазах.

Рис 3  Схемы определения числа витков  трансформатора при помощи временной обмотки
Так как временная обмотка наматывается па наружную обмотку, которой в большинстве случаев бывает обмотка BН, то во избежание появления на временной обмотке потенциала, могущего быть в некоторых случаях опасным для работника, производящего измерения, следует один конец временной обмотки заземлить (рис. 2-6).
Обозначив искомое число витков через а число витков временной обмотки через швр, можно написать равенство

откуда
(2-13)
Таким путем можно определить и число витков другой обмотки.
Естественно, что определять число витков обмоток таким способом можно, когда выемная часть вынута из бака. Определять число витков необходимо пофазно, т. е. на каждой фазе отдельно. При этом временной обмоткой следует пользоваться только как вторичной. Пользоваться временной обмоткой, имеющей меньшее число витков, чем основная обмотка, как первичной не следует, потому что значительный в этом случае намагничивающий ток обмотки требует больших сечений меди; наматывать временную обмотку проводниками больших сечений представляет некоторые трудности. Лишь в исключительных случаях приходится пользоваться временной обмоткой как первичной.

Онлайн калькулятор: Расчет спирали

Данный калькулятор позволяет рассчитать неизвестные параметры спирали по известным параметрам.

Архимедова спираль

Есть пять параметров спирали: внешний диаметр — D, внутренний диаметр — d, толщина (шаг спирали) — t, длина спирали — L, число витков — n. Есть уравнения, устанавливающие связь между этими параметрами (формулы приведены под калькулятором). По этим уравнениям, зная какие-либо три параметра, можно вычислить два оставшихся неизвестных параметра.

Где мы встречаемся со спиралью? Чаще всего при покупке каких-либо материалов в рулонах, будь то рулоны обоев или рулоны туалетной бумаги. Используя калькулятор ниже, можно рассчитать, например, количество погонных метров в рулоне т.е. длину спирали, зная или измерив толщину материала или посчитав количество витков, и измерив внутренний и внешний диаметры рулона. Калькулятор также может решать и обратные задачи , например, по длине спирали и её диаметрам найти толщину и количество витков спирали. Теория и формулы, как обычно, приведены под калькулятором.

При вводе известных параметров проверяйте правильно ли указана размерность для введенных значений. 20 метров это не тоже самое что 20 миллиметров…

Расчет спирали
РазмерВнешний диаметрВнутренний диаметрДлинаТолщинаЧисло витковРазмерВнутренний диаметрРазмерТолщинаТочность вычисления

Знаков после запятой: 4

Внутренний диаметр

 

Внешний диаметр

 

Число витков

 

Ссылка Сохранить Виджет

Архимедова спираль

Под Архимедовой спиралью понимают плоскую кривую (спираль), которая отображает траекторию точки М, равномерно движущейся вдоль луча ОА, в то время как сам луч равномерно вращается вокруг точки О.

Архимедова спираль

Если обозначить расстояние от О до М как ρ, а угол поворота луча как φ, то в полярных координатах зависимость расстояния вдоль луча от угла поворота луча можно записать как

,

где k это параметр спирали, соответствующий величине смещения точки вдоль луча при повороте на один радиан. Повороту на будет соответствовать смещение на 2πk.

Так как это полный оборот, число a, также называемое шагом спирали, будет соответствовать расстоянию между двумя соседними витками спирали и начальное уравнение можно переписать в виде.

Так как шаг спирали постоянный, то чем дальше от центра, тем больше витки спирали по форме напоминают окружность. К слову, если движение точки описывается другим уравнением, то это какая-то другая спираль.

Для того, чтобы вывести формулу вычисления длины спирали, рассмотрим бесконечно малое приращение длины.

Длина спирали

Бесконечно малый отрезок дуги dl можно представить как гипотенузу прямоугольного треугольника с катетами и dh. По теореме Пифагора гипотенуза равна

Бесконечно малый отрезок dh можно заменить на бесконечно малую часть дуги окружности с радиусом ρ, длина которой ρdφ.

Из уравнения спирали заменяем ρ на , и на kdφ

Таким образом мы получили зависимость dl от . Чтобы найти длину L достаточно взять интеграл от начального угла поворота луча до конечного угла поворота луча.

Интеграл я выводить не буду, его уже вывели до меня. Конечный результат

В случае если спираль выходит из точки О, то есть начальный угол поворота луча равен 0, формула упрощается

Если мы говорим о рулоне, то там скорее всего начальный угол все же не равен нулю, то есть есть ненулевой внутренний диаметр (например, там есть втулка). Как же перейти от углов к диаметрам, и найти число витков спирали?

Число витков спирали связано с углами следующим очевидным соотношением:

Диаметры можно связать с углом непосредственно по уравнению спирали (если вспомнить что диаметр это два радиуса)

Эти соотношения и используются для нахождения неизвестных параметров спирали по известным. Осталось только заметить, что уравнение длины является трансцендентным, и решение обратной задачи — по известной длине найти что-то неизвестное, невозможно найти аналитически. Для получения решения приходится прибегать к численным методам, в частности, в калькуляторе выше используется метод секущих.

Рассчитать длину исходя из количества витков. Расчет трансформатора

Как рассчитать силовой трансформатор и намотать самому.
Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН, ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?
Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор от старого телевизора, к примеру, трансформатор ТС-180 и ему подобные.
Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока , но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.
Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт? Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток — амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся, диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным проводом в изоляции.

Формула для расчета витков трансформатора

50/S

Сопутствующие формулы: P=U2*I2 Sсерд(см2)= √ P(ва) N=50/S I1(a)=P/220 W1=220*N W2=U*N D1=0,02*√i1(ma) D2=0,02*√i2(ma) K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)

50/S — это эмпирическая формула, где S — площадь сердечника трансформатора в см2 (ширину х толщину), считается, что она справедлива до мощности порядка 1кВт.
Измерив площадь сердечника, прикидываем сколько надо витков намотать на 10 вольт, если это не очень трудно, не разбирая трансформатора наматываем контрольную обмотку через свободное пространство (щель). Подключаем лабораторный автотрансформатор к первичной обмотке и подаёте на неё напряжение, последовательно включаем контрольный амперметр, постепенно повышаем напряжение ЛАТР-ом, до начала появления тока холостого хода.
Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно «жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие броски тока нагрузки при высоком напряжении (2500 -3000 в), например, тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем расчет количества витков на вольт.
Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.

Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.

Если нет под рукой амперметра, то вместо него можно использовать вольтметр, замеряя падение напряжение на резисторе, включенного в разрыв подачи напряжения к первичной обмотке, потом рассчитать ток из полученных измерений.

Вариант 2 расчета трансформатора.
Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальный ток нагрузки (Iн), трансформатор рассчитывают в такой последовательности:

1. Определяют значение тока, протекающего через вторичную обмотку трансформатора:
I2 = 1,5 Iн ,
где: I2 — ток через обмотку II трансформатора, А;
Iн — максимальный ток нагрузки, А.
2. Определяем мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:
P2 = U2 * I2 ,
где: P2 — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт;

I2 — максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А.
3. Подсчитываем мощность трансформатора:
Pтр = 1,25 P2 ,
где: Pтр — мощность трансформатора, Вт;
P2 — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.
Если трансформатор должен иметь несколько вторичных обмоток, то сначала подсчитывают их суммарную мощность, а затем мощность самого трансформатора.
4. Определяют значение тока, текущего в первичной обмотке:
I1 = Pтр / U1 ,
где: I1 — ток через обмотку I, А;
Ртр — подсчитанная мощность трансформатора, Вт;
U1 — напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).

5. Рассчитываем необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:
S = 1,3 Pтр ,
где: S — сечение сердечника магнитопровода, см2;
Ртр — мощность трансформатора, Вт.
6. Определяем число витков первичной (сетевой) обмотки:
w1 = 50 U1 / S ,
где: w1 — число витков обмотки;
U1 — напряжение на первичной обмотке, В;
S — сечение сердечника магнитопровода, см2.
7. Подсчитывают число витков вторичной обмотки:
w2 = 55 U2 / S ,
где: w2 — число витков вторичной обмотки;
U2 — напряжение на вторичной обмотке, В;
S-сечение сердечника магнитопровода, см2.
8. Высчитываем диаметр проводов обмоток трансформатора:
d = 0,02 I ,
где: d-диаметр провода, мм;
I-ток через обмотку, мА.

Ориентировочный диаметр провода для намотки обмоток трансформатора в таблице 1.

Таблица 1
Iобм, ma 25 — 60 60 — 100 100 — 160 160 — 250 250 — 400 400 — 700 700 — 1000
d, мм 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6

После выполнения расчетов, приступаем к выбору самого трансформаторного железа, провода для намотки и изготовление каркаса на которой намотаем обмотки. Для прокладки изоляции между слоями обмоток приготовим лакоткань, суровые нитки, лак, фторопластовую ленту. Учитываем тот факт, что Ш — образный сердечник имеют разную площадь окна, поэтому будет не лишним провести расчет проверки: войдут ли они на выбранный сердечник. Перед намоткой производим расчет — поместится ли обмотки на выбранный сердечник.
Для расчета определения возможности размещения нужного количества обмоток:
1. Ширину окна намотки делим на диаметр наматываемого провода, получаем количество витков наматываемый
на один слой — N¹.
2. Рассчитываем сколько необходимо слоев для намотки первичной обмотки, для этого разделим W1 (количество витков первичной обмотки) на N¹.
3. Рассчитаем толщину намотки слоев первичной обмотки. Зная количество слоев для намотки первичной обмотки умножаем на диаметр наматываемого провода, учитываем толщину изоляции между слоями.
4. Подобным образом считаем и для всех вторичных обмоток.
5. После сложения толщин обмоток делаем вывод: сможем ли мы разместить нужное количество витков всех обмоток на каркасе трансформатора.

Еще один способ расчета мощности трансформатора по габаритам.
Ориентировочно посчитать мощность трансформатора можно используя формулу:
P=0.022*S*С*H*Bm*F*J*Кcu*КПД;
P — мощность трансформатора, В*А;
S — сечение сердечника, см²
L, W — размеры окна сердечника, см;
Bm — максимальная магнитная индукция в сердечнике, Тл;
F — частота, Гц;
Кcu — коэффициент заполнения окна сердечника медью;
КПД — коэффициент полезного действия трансформатора;
Имея в виду что для железа максимальная индукция составляет 1 Тл.
Варианты значений для подсчета мощности трансформатора КПД = 0,9, f =50, B = 1 — магнитная индукция [T], j =2.5 — плотность тока в проводе обмоток для непрерывной работы, KПД =0,45 — 0,33.

Если вы располагаете достаточно распространенным железом — трансформатор ОСМ -0,63 У3 и им подобным, можно его перемотать?
Расшифровка обозначений ОСМ: О — однофазный, С — сухой, М — многоцелевого назначения.
По техническим характеристикам он не подходит в для включения однофазную сеть 220 вольт т.к. рассчитан на напряжение первичной обмотки 380 вольт.
Что же в этом случае делать?
Имеется два пути решения.
1. Смотать все обмотки и намотать заново.
2. Смотать только вторичные обмотки и оставить первичную обмотку, но так как она рассчитана на 380В, то с нее необходимо смотать только часть обмотки оставив на напряжение 220в.
При сматывании первичной обмотки получается примерно 440 витков (380В) когда сердечник Ш-образной формы, а когда сердечник трансформатора ОСМ намотан на ШЛ данные другие — количество витков меньше.
Данные первичных обмоток на 220в трансформаторов ОСМ Минского электротехнического завода 1980 год.

  • 0,063 — 998 витков, диаметр провода 0,33 мм
  • 0,1 — 616 витков, диаметр провода 0,41 мм
  • 0,16 — 490 витков, диаметр провода 0,59 мм
  • 0,25 — 393 витка, диаметр провода 0,77 мм
  • 0,4 — 316 витков, диаметр провода 1,04 мм
  • 0,63 — 255 витков, диаметр провода 1,56 мм
  • 1,0 — 160 витков, диаметр провода 1,88 мм

ОСМ 1,0 (мощность 1 кВт), вес 14,4кг. Сердечник 50х80мм. Iхх-300ма

Подключение обмоток трансформаторов ТПП

Рассмотрим на примере ТПП-312-127/220-50 броневой конструкции.


В зависимости от напряжения в сети подавать напряжение на первичную обмотку можно на выводы 2-7, соединив между собой выводы 3-9, если повышенное — то на 1-7 (3-9 соединить) и т.д. На схеме подключение показано случае пониженного напряжение в сети.
Часто возникает необходимость применять унифицированные трансформаторы типа ТАН, ТН, ТА, ТПП на нужное напряжение и для получения необходимой нагрузочной способности, а простым языком нам надо подобрать, к примеру, трансформатор со вторичной обмоткой 36 вольт и чтобы он отдавал 4 ампера под нагрузкой, первичная конечно 220 вольт.
Как подобрать трансформатор?
С начало определяем необходимую мощность трансформатора, нам необходим трансформатор мощностью 150 Вт.
Входное напряжение однофазное 220 вольт, выходное напряжение 36 вольт.
После подбора по техническим данным определяем, что в данном случае нам больше всего подходит трансформатор марки ТПП-312-127/220-50 с габаритной мощностью 160 Вт (ближайшее значение в большую сторону), трансформаторы марки ТН и ТАН в данном случае не подходят.
Вторичные обмотки ТПП-312 имеют по три раздельные обмотки напряжением 10,1в 20,2в и 5,05в, если соединить их последовательно 10,1+20,2+5,05=35,35 вольт, то получаем напряжение на выходе почти 36 вольт. Ток вторичных обмоток по паспорту составляет 2,29А, если соединить две одинаковые обмотки параллельно, то получим нагрузочную способность 4,58А (2,29+2,29).
После выбора нам только остается правильно соединить выходные обмотки параллельно и последовательно.
Последовательно соединяем обмотки для включения в сеть 220 вольт. Последовательно включаем вторичные обмотки, набирая нужное напряжение по 36В на обеих половинках трансформатора и соединяем их параллельно для получения удвоенного значения нагрузочной способности.
Самое важное, правильно соединить обмотки при параллельном и последовательном включении, как первичной так и вторичной обмоток.

Если неправильно включить обмотки трансформатора, то он будет гудеть и перегреваться, что потом приведет его к преждевременному выходу из строя.

По такому же принципу можно подобрать готовый трансформатор на практически любое напряжение и ток, на мощность до 200 Вт, конечно, если напряжение и ток имеют более или менее стандартные величины.
Разные вопросы и советы.
1. Проверяем готовый трансформатор, а у него ток первичной обмотки оказывается завышенным, что делать? Чтобы не перематывать и не тратить лишнее время домотайте поверх еще одну обмотку, включив ее последовательно с первичной.
2. При намотке первичной обмотки когда мы делаем большой запас, чтобы уменьшить ток холостого хода, то учитывайте, что соответственно уменьшается и КПД транса.
3. Для качественной намотки, если применен провод диаметром от 0,6 и выше, то его обязательно надо выпрямить, чтоб он не имел малейшего изгиба и плотно ложился при намотке, зажмите один конец провода в тиски и протяните его с усилием через сухую тряпку, далее наматывайте с нужным усилием, постепенно наматывая слой за слоем. Если приходится делать перерыв, то предусмотрите фиксацию катушки и провода, иначе придется делать все заново. Порой подготовительные работы занимают много времени, но это того стоит для получения качественного результата.
4. Для практического определения количества витков на вольт, для попавшегося железа в сарае, можно намотать на сердечник проводом обмотку. Для удобства лучше наматывать кратное 10, т.е. 10 витков, 20 витков или 30 витков, больше наматывать не имеет большого смысла. Далее от ЛАТРа постепенно подаем напряжение его увеличивая от 0 и пока не начнет гудеть испытываемый сердечник, вот это и является пределом. Далее делим полученное напряжение подаваемое от ЛАТРа на количество намотанных витков и получаем число витков на вольт, но это значение немного увеличиваем. На практике лучше домотать дополнительную обмотку с отводами для подбора напряжения и тока холостого хода.
5. При разборке — сборке броневых сердечников обязательно помечайте половинки, как они прилегают друг к другу и собирайте их в обратном порядке, иначе гудение и дребезжание вам обеспечено. Иногда гудения избежать не удается даже при правильной сборке, поэтому рекомендуется собрать сердечник и скрепить чем либо (или собрать на столе, а сверху через кусок доски приложить тяжелый груз), подать напряжение и попробовать найти удачное положение половинок и только потом окончательно закрепить. Помогает и такой совет, поместить готовый собранный трансформатор в лак и потом хорошо просушить при температуре до полного высыхания (иногда используют эпоксидную смолу, склеивая торцы и просушка до полной полимеризации под тяжестью).

Соединение обмоток отдельных трансформаторов

Иногда необходимо получить напряжение нужной величины или ток большей величины, а в наличии имеются готовые отдельные унифицированные трансформаторы, но на меньшее напряжение чем нужно, встает вопрос: а можно ли отдельные трансформаторы включать вместе, чтобы получить нужный ток или величину напряжения?
Для того чтобы получить от двух трансформаторов постоянное напряжение, к примеру 600 вольт постоянного тока, то необходимо иметь два трансформатора которые бы после выпрямителя выдавали бы 300 вольт и после соединив их последовательно два источника постоянного напряжения получим на выходе 600 вольт.

Простейший расчет силового трансформатора позволяет найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр провода. Переменное напряжение в сети бывает 220 В, реже 127 В и совсем редко 110 В. Для транзисторных нужно постоянное напряжение 10 — 15 В, в некоторых случаях, например для мощных выходных каскадов НЧ — 25÷50 В. Для анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение 150 — 300 В, для накальных цепей ламп переменное напряжение 6,3 В. Все напряжения, необходимые для какого-либо устройства, получают от одного трансформатора, который называют силовым.

Силовой трансформатор выполняется на разборном стальном сердечнике из изолированных друг от друга тонких Ш-образных, реже П-образных пластин, а так же вытыми ленточными сердечниками типа ШЛ и ПЛ (Рис. 1).

Его размеры, а точнее, площадь сечения средней части сердечника выбираются с учетом общей мощности, которую трансформатор должен передать из сети всем своим потребителям.

Упрощенный расчет устанавливает такую зависимость: сечение сердечника S в см², возведенное в квадрат, дает общую мощность трансформатора в Вт.

Например, трансформатор с сердечником, имеющим стороны 3 см и 2 см (пластины типа Ш-20, толщина набора 30 мм), то есть с площадью сечения сердечника 6 см², может потреблять от сети и «перерабатывать» мощность 36 Вт. Это упрощенный расчет дает вполне приемлемые результаты. И наоборот, для электрического устройства нужна мощность 36 Вт, то извлекая квадратный корень из 36, узнаем, что сечение сердечника должно быть 6 см².

Например, должен быть собран из пластин Ш-20 при толщине набора 30 мм, или из пластин Ш-30 при толщине набора 20 мм, или из пластин Ш-24 при толщине набора 25 мм и так далее.

Сечение сердечника нужно согласовать с мощностью для того, чтобы сталь сердечника не попадала в область магнитного насыщения. А отсюда вывод: сечение всегда можно брать с избытком, скажем, вместо 6 см² взять сердечник сечением 8 см² или 10 см². Хуже от этого не будет. А вот взять сердечник с сечением меньше расчетного уже нельзя т. к. сердечник попадет в область насыщения, а индуктивность его обмоток уменьшится, упадет их индуктивное сопротивление, увеличатся токи, трансформатор перегреется и выйдет из строя.

В силовом трансформаторе несколько обмоток. Во-первых, сетевая, включаемая в сеть с напряжением 220 В, она же первичная.

Кроме сетевых обмоток, в сетевом трансформаторе может быть несколько вторичных, каждая на свое напряжение. В трансформаторе для ламповых обычно две обмотки — накальная на 6,3 В и повышающая для анодного выпрямителя. В трансформаторе для транзисторных чаще всего одна обмотка, которая питает один выпрямитель. на какой-либо каскад или узел нужно подать пониженное напряжение, то его получают от того же выпрямителя с помощью гасящего резистора или делителя напряжения.

Число витков в обмотках определяется по важной характеристике трансформатора, которая называется «число витков на вольт», и зависит от сечения сердечника, его материала, от сорта стали. Для распространенных типов стали можно найти «число витков на вольт», разделив 50-70 на сечение сердечника в см:

Так, взять сердечник с сечением 6 см², то для него получится «число витков на вольт» примерно 10.

Иногда приходится самостоятельно изготовлять силовой трансформатор для выпрямителя. В этом случае простейший расчет силовых трансформаторов мощностью до 100-200 Вт проводится следующим образом.

Зная напряжение и наибольший ток, который должна давать вторичная обмотка (U2 и I2), находим мощность вторичной цепи: При наличии нескольких вторичных обмоток мощность подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в сердечнике. Поэтому от значения мощности Р1 зависит площадь поперечного сечения сердечника S, которая возрастает при увеличении мощности. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали можно рассчитать S по формуле:

где s — в квадратных сантиметрах, а Р1 — в ваттах.

По значению S определяется число витков w» на один вольт. При использовании трансформаторной стали

Если приходится делать сердечник из стали худшего качества, например из жести, кровельного железа, стальной или железной проволоки (их надо предварительно отжечь, чтобы они стали мягкими), то следует увеличить S и w» на 20-30 %.

и т.д.

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на сопротивлении вторичных обмоток. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного.

Ток первичной обмотки

Диаметры проводов обмоток определяются по значениям токов и исходя из допустимой плотности тока, которая для трансформаторов принимается в среднем 2 А/мм2. При такой плотности тока диаметр провода без изоляции любой обмотки в миллиметрах определяется по табл. 1 или вычисляется по формуле:

Когда нет провода нужного диаметра, то можно взять несколько соединенных параллельно более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу. Площадь поперечного сечения провода определяется по табл. 1 или рассчитывается по формуле:

Для обмоток низкого напряжения, имеющих небольшое число витков толстого провода и расположенных поверх других обмоток, плотность тока можно увеличить до 2,5 и даже 3 А/мм2, так как эти обмотки имеют лучшее охлаждение. Тогда в формуле для диаметра провода постоянный коэффициент вместо 0,8 должен быть соответственно 0,7 или 0,65.

В заключение следует проверить размещение обмоток в окне сердечника. Общая площадь сечения витков каждой обмотки находится (умножением числа витков w на площадь сечения провода, равную 0,8d2из, где dиз — диаметр провода в изоляции. Его можно определить по табл. 1, в которой также указана масса провода. Площади сечения всех обмоток складываются. Чтобы учесть ориентировочно неплотность намотки, влияние каркаса изоляционных прокладок между обмотками и их слоями, нужно найденную площадь увеличить в 2-3 раза. Площадь окна сердечника не должна быть меньше значения, полученного из расчета.

Таблица 1

В качестве примера рассчитаем силовой трансформатор для выпрямителя, питающего некоторое устройство с электронными лампами. Пусть трансформатор должен иметь обмотку высокого напряжения, рассчитанную на напряжение 600 В и ток 50 мА, а также обмотку для накала ламп, имеющую U = 6,3 В и I = 3 А. Сетевое напряжение 220 В.

Определяем общую мощность вторичных обмоток:

Мощность первичной цепи

Находим площадь сечения сердечника из трансформаторной стали:

Число витков на один вольт

Ток первичной обмотки

Число витков и диаметр проводов обмоток равны:

Для первичной обмотки

Для повышающей обмотки

Для обмотки накала ламп

Предположим, что окно сердечника имеет площадь сечения 5×3 = 15 см2 или 1500 мм2, а у выбранных проводов диаметры с изоляцией следующие: d1из = 0,44 мм; d2из = 0,2 мм; d3из = 1,2 мм.

Проверим размещение обмоток в окне сердечника. Находим площади сечения обмоток:

Для первичной обмотки

Для повышающей обмотки

Для обмотки накала ламп

Общая площадь сечения обмоток составляет примерно 430 мм2.

Как видно, она в три с лишним раза меньше площади окна и, следовательно, обмотки разместятся.

Расчет автотрансформатора имеет некоторые особенности. Его сердечник надо рассчитывать не на полную вторичную мощность Р2, а только на ту ее часть, которая передается магнитным потоком и может быть названа трансформируемой мощностью Рт.

Эта мощность определяется по формулам:

— для повышающего автотрансформатора

— для понижающего автотрансформатора, причем

Если автотрансформатор имеет отводы и будет работать при различных значениях n, то в расчете надо брать значение п, наиболее отличающееся от единицы, так как в этом случае значение Рт будет наибольшее и надо, чтобы сердечник мог передать такую мощность.

Затем определяется расчетная мощность Р, которая может быть принята равной 1,15 Рт. Множитель 1,15 здесь учитывает КПД автотрансформатора, который обычно несколько выше, чем у трансформатора. Д

алее применяются формулы расчета площади сечения сердечника (по мощности Р), числа витков на вольт, диаметров проводов, указанные выше для трансформатора. При этом надо иметь в виду, что в части обмотки, являющейся общей для первичной и вторичной цепей, ток равен I1 — I2, если автотрансформатор повышающий, и I2 — I1 если он понижающий.

Задача В48. Катушка с площадью витка имеет индуктивность

Задача В48. Катушка с площадью витка имеет индуктивность 20 мГн. Число витков в ней 1000, индукция магнитного поля внутри катушки 1 мТл. Найти силу тока в катушке.

Обозначим S площадь витка, L — индуктивность катушки, N — число витков, В — индукцию магнитного поля, I — силу тока в катушке, Ф — магнитный поток, пересекающий катушку.

Решение:

Катушку пересекает магнитный поток, определяемый формулой

Этот магнитный поток связан с силой тока в катушке выражением

Приравняем правые части этих формул и найдем силу тока:

Произведем вычисления:

Ответ: I = 0,1 А.

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:

Задачи по физике с решением

Возможно вам будут полезны эти задачи:

Задача В46. Сопротивление проводящего контура Ом. За 2 с пересекающий контур магнитный поток равномерно изменяется на Вб. Определить силу индукционного тока в проводнике.
Задача В47. Индуктивность катушки с малым сопротивлением равна 0,15 Гн, сила тока в ней 4А. Сколько теплоты выделится в катушке, если параллельно к ней подключить резистор с сопротивлением, во много раз большим, чем сопротивление катушки.
Задача В49. За 5 мс в соленоиде с 500 витками магнитный поток равномерно уменьшился с 7 Вб до 9 мВб. Сопротивление проводника соленоида 100 Ом. Найти силу индукционного тока, возникшего при этом.
Задача В50. Проволочный виток, состоящий из 100 колец, пересекает однородное магнитное поле, уменьшающееся за 2 мс с 0,5 Тл до 0,1 Тл. При этом в витке возникает ЭДС индукции 8 В. Поле перпендикулярно плоскости витка. Найти радиус витка. Ответ округлить с точностью до одной сотой метра.
{-7}\times 40,000}\$ и для B = 2 тесла, H = 39,8 ампер-витков на метр.

Что такое ампер-витки на метр — «ампер» знают все, «витки» знают все, а «на метр» относится к средней магнитной длине сердечника. Для тороида это средний диаметр кольца, умноженный на \$\pi\$. Для силового трансформатора это может быть легко 3 метра (на самом деле удар в темноте, потому что кВА не в моей лиге!!)

Таким образом, у нас есть H = около 40 Ат/м, и мы знаем, что ампер (пик) составляет около 0.2\$/597 = 49 генри.

Тогда я мог бы оценить реактивное сопротивление при частоте 50 Гц и получить 15,4 кОм

Тогда я мог рассчитать ток намагничивания, исходя из 11 кВ = \$\dfrac{11,000}{15,400}\$ = 0,71 ампер.

Это недалеко от того, с чего я начал, когда предполагал ток намагничивания 0,5 А, поэтому я предполагаю, что первичные витки будут составлять около 171 витка, а если вторичное напряжение составляет 400 В, то вторичные витки составляют около 6,218, поэтому, если я предположу, вторичных витков 7, первичных витков будет около 193.1\$ Кремниевая сталь является вероятным кандидатом на роль сердечника большого силового трансформатора, и этот материал имеет относительную проницаемость \$\mu_R\$ 40 000. См. таблицу в середине этой страницы. Я не эксперт по силовым трансформаторам, так что не стреляйте в меня, если что-то не так!!

РЕДАКТИРОВАТЬ — в отличие от сайта, на котором указано, что относительная проницаемость составляет 40 000, в вики указано, что \$\mu_R\$ для «электротехнической стали» больше похоже на 4000. Это сделало бы H, рассчитанную выше напряженность магнитного поля, более похожей на 398 Ат/м. Это сделало бы количество витков для первичной обмотки более 1700.Кто-нибудь знает, что будет с \$\mu_R\$?

Минимальное число витков трансформатора

Трансформатор имеет максимальное напряжение на виток. У вас должно быть достаточное количество витков на первичной обмотке, чтобы подаваемое вами первичное напряжение, деленное на количество витков, не превышало этого количества вольт на виток.

Максимальное напряжение на виток трансформатора определяется тремя факторами.

  • рабочая частота
  • сечение жилы
  • максимальный поток ядра, который вы можете использовать

Принимая во внимание последний пункт, ограничение потока сердечника зависит от материала сердечника.Если это железо для сетевого трансформатора, то максимум дается по насыщению, от 1,5 Тл до приближения к 2 Тл, в зависимости от стоимости и качества железа. Если это высокочастотный ферритовый трансформатор, то нагрев сердечника, вероятно, ограничит вас ниже уровня насыщения постоянным током, обычно составляющего 400 мТл, обычные рабочие значения составляют от 50 мТл до 200 мТл. Если это воздушный сердечник, то, очевидно, ни насыщение, ни нагрев сердечника не играют никакой роли, и поток будет ограничен первичной индуктивностью, первичным нагревом I 2 R или первичным током, который вы можете подать.

Предполагая синусоидальную форму сигнала как для напряжения, так и для потока (могут использоваться другие формы сигналов с изменением деталей, прямоугольное напряжение и треугольный поток являются другими распространенными), тогда, когда поток колеблется через ноль, скорость его изменения максимальна, и он генерирует максимальное напряжение в первичной обмотке (и любой другой обмотке, разделяющей сердечник).

Скорость изменения зависит от частоты. Вы можете нарисовать один цикл и нанести на него наклоны или просто принять формулу, которая качается между полями B и -B с частотой f,

максимальная скорость изменения = 2πfB

Величина напряжения на виток — это просто скорость изменения потока в Webers/s.Один Вебер — это один Тесла, работающий на площади 1 м 2 . Теперь мы знаем максимальное напряжение на виток при площади сердечника

А.

макс. вольт на виток = 2πfBA

Чтобы привести конкретный пример, предположим, что у нас есть железный сердечник с поперечным сечением 12 мм на 25 мм, работающий при пиковой нагрузке 1,5 Тл при частоте 50 Гц.

Максимальное напряжение на виток = 2π x 50 x 1,5 x 0,012 x 0,025 = 0,141 В

Если мы собираемся подключить это к стандартной сети 240 В, то сначала нам нужно рассчитать максимальное напряжение, которое будет вырабатываться.«Стандартная» сеть 240 В в исключительных случаях может подняться до 265 В. Это также среднеквадратичное значение, поэтому нам нужно умножить на 1,414, чтобы получить пиковое напряжение, равное 375 В. Наконец, мы можем вычислить первичные витки как 375/0,141 = 2657 оборотов.

Как рассчитать коэффициент трансформации трансформатора

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор S. Hussain Ather за счет использования трансформатора.Несмотря на все различные типы тока, которые могут протекать по цепи, полезно иметь возможность контролировать эти электрические явления. Несмотря на все их использование для изменения напряжения в цепях, трансформаторы в значительной степени зависят от коэффициента трансформации.

Расчет коэффициента трансформации трансформатора

Коэффициент трансформации трансформатора  – это деление числа витков первичной обмотки на число витков вторичной обмотки по уравнению

T_R=\frac{N_P }{N_S}

Это отношение также должно равняться напряжению первичной обмотки, деленному на напряжение вторичной обмотки, как указано какПервичная обмотка относится к индуктору с питанием, элементу схемы, который индуцирует магнитное поле в ответ на поток заряда трансформатора, а вторичная обмотка — к индуктору без питания.

Эти отношения справедливы при условии, что фазовый угол первичной обмотки равен фазовому углу вторичной по уравнению Φ P = Φ S ​. ​ Этот первичный и вторичный фазовый угол описывает, как ток, который чередуется между прямым и обратным направлениями в первичной и вторичной обмотках трансформатора, синхронизируется друг с другом.

Для источников переменного напряжения, используемых с трансформаторами, входящий сигнал имеет синусоидальную форму, форму которой создает синусоида. Коэффициент трансформации трансформатора говорит вам, насколько изменяется напряжение через трансформатор, когда ток проходит от первичной обмотки к вторичной обмотке.

Также обратите внимание, что слово «коэффициент» в этой формуле относится к дроби , а не является фактическим коэффициентом. Дробь 1/4 отличается от соотношения 1:4. В то время как 1/4 — это одна часть целого, разделенная на четыре равные части, соотношение 1:4 означает, что на одну часть чего-то приходится четыре части чего-то другого.«Коэффициент» в коэффициенте трансформации трансформатора — это дробь, а не коэффициент в формуле коэффициента трансформации.

Коэффициент трансформации трансформатора показывает, что дробная разница, которую принимает напряжение, зависит от количества катушек, намотанных на первичную и вторичную части трансформатора. Трансформатор с пятью первичными обмотками и 10 вторичными обмотками урежет источник напряжения вдвое, как указано 5/10 или 1/2.

Повышение или понижение напряжения в результате этих катушек определяет, является ли трансформатор повышающим или понижающим трансформатором по формуле коэффициента трансформации.Трансформатор, который не увеличивает и не уменьшает напряжение, является «трансформатором импеданса», который может либо измерять импеданс, сопротивление цепи току, либо просто указывать на разрывы между различными электрическими цепями.

Конструкция трансформатора

Основными компонентами трансформатора являются две катушки, первичная и вторичная, которые намотаны на железный сердечник. Ферромагнитный сердечник или сердечник из постоянного магнита трансформатора также использует тонкие пластины с электрической изоляцией, так что эти поверхности могут уменьшать сопротивление току, который проходит от первичных катушек к вторичным катушкам трансформатора.

Конструкция трансформатора обычно рассчитана на минимальные потери энергии. Поскольку не весь магнитный поток от первичных катушек проходит во вторичные, на практике будут некоторые потери. Трансформаторы также будут терять энергию из-за вихревых токов , локализованного электрического тока, вызванного изменениями магнитного поля в электрических цепях.

Трансформаторы получили свое название, потому что они используют эту установку намагничивающего сердечника с обмотками на двух отдельных его частях для преобразования электрической энергии в магнитную посредством намагничивания сердечника от тока через первичные обмотки.

Затем магнитный сердечник индуцирует ток во вторичных обмотках, который преобразует магнитную энергию обратно в электрическую. Это означает, что трансформаторы всегда работают от входящего источника переменного напряжения, который через равные промежутки времени переключается между прямым и обратным направлением тока.

Типы эффектов трансформатора

Помимо формулы напряжения или числа витков, вы можете изучить трансформаторы, чтобы узнать больше о природе различных типов напряжений, электромагнитной индукции, магнитных полях, магнитном потоке и других свойствах, которые являются результатом конструкция трансформатора.

В отличие от источника напряжения, который посылает ток в одном направлении, ​ источник переменного напряжения ​, проходящий через первичную катушку, создает собственное магнитное поле. Это явление известно как взаимная индуктивность.

Напряженность магнитного поля увеличится до своего максимального значения, равного разности магнитных потоков, деленной на период времени, ​ dΦ/dt ​. Имейте в виду, что в данном случае Φ используется для обозначения магнитного потока, а не фазового угла.Эти силовые линии магнитного поля направлены наружу от электромагнита. Инженеры, строящие трансформаторы, также принимают во внимание потокосцепление, которое является произведением магнитного потока Φ и числа витков в проводе N , вызванного магнитным полем, проходящим от одной катушки к другой.

Общее уравнение для магнитного потока:

\Phi = BA\cos{\theta}

для площади поверхности, через которую проходит поле A ​ в м в Теслах и θ как угол между перпендикулярным вектором к площади и магнитным полем.Для простого случая намотки катушек вокруг магнита поток определяется как

\Phi = NBA

для количества катушек ​ N ​, магнитного поля ​ B ​ и на определенной площади ​ A поверхности, параллельной магниту. Однако для трансформатора потокосцепление приводит к тому, что магнитный поток в первичной обмотке равен магнитному потоку вторичной обмотки.

В соответствии с Законом Фарадея, ​ можно рассчитать напряжение, индуцируемое в первичной или вторичной обмотках трансформатора, вычислив Н x dΦ/dt ​.Это также объясняет, почему в витках трансформатора отношение напряжения одной части трансформатора к другой равно количеству витков одной части к другой.

Если бы вы сравнили N x dΦ/dt одной детали с другой, то dΦ/dt ​ уравнялись бы из-за того, что обе части имеют одинаковый магнитный поток. Наконец, вы можете рассчитать ампер-витки трансформатора как произведение силы тока на количество витков как метод измерения силы намагничивания катушки

Трансформаторы на практике

Электрораспределительные сети передают электроэнергию от электростанций в здания и дома.Эти линии электропередач начинаются на электростанции, где электрический генератор вырабатывает электрическую энергию из какого-либо источника. Это может быть гидроэлектростанция, использующая энергию воды, или газовая турбина, использующая горение для создания механической энергии из природного газа и преобразования ее в электричество. Это электричество, к сожалению, производится в виде постоянного напряжения , которое необходимо преобразовать в переменное напряжение для большинства бытовых приборов.

Трансформаторы делают это электричество пригодным для использования, создавая однофазные источники постоянного тока для домашних хозяйств и зданий из входящего колеблющегося переменного напряжения.Трансформаторы вдоль распределительных сетей также обеспечивают необходимое напряжение для домашней электроники и электрических систем. В распределительных сетях также используются «шины», которые разделяют распределение по нескольким направлениям вместе с автоматическими выключателями, чтобы отдельные распределения отличались друг от друга.

Инженеры часто определяют КПД трансформаторов, используя простое уравнение для КПД: и входная мощность P I .Основанные на конструкции трансформаторов, эти системы не теряют энергию на трение или сопротивление воздуха, поскольку в трансформаторах нет движущихся частей.

Ток намагничивания, величина тока, необходимая для намагничивания сердечника трансформатора, как правило, очень мала по сравнению с током, индуцируемым первичной частью трансформатора. Эти факторы означают, что трансформаторы, как правило, очень эффективны с КПД 95 процентов и выше для большинства современных конструкций.

Если бы вы приложили источник переменного напряжения к первичной обмотке трансформатора, магнитный поток, индуцируемый в магнитном сердечнике, будет продолжать индуцировать переменное напряжение во вторичной обмотке в той же фазе, что и напряжение источника.Однако магнитный поток в сердечнике остается на 90° позади фазового угла источника напряжения. Это означает, что ток первичной обмотки, ток намагничивания, также отстает от источника переменного напряжения.

Уравнение трансформатора во взаимной индуктивности

В дополнение к полю, потоку и напряжению, трансформаторы иллюстрируют электромагнитные явления взаимной индуктивности, которые дают больше мощности первичным обмоткам трансформатора при подключении к источнику электропитания.

Это происходит как реакция первичной обмотки на увеличение нагрузки, потребляющей энергию, на вторичных обмотках. Если вы добавите нагрузку к вторичным обмоткам с помощью такого метода, как увеличение сопротивления ее проводов, первичные обмотки отреагируют, потребляя больший ток от источника питания, чтобы компенсировать это уменьшение.​ Взаимная индуктивность ​ — это нагрузка, которую вы прикладываете к вторичной обмотке, которую вы можете использовать для расчета увеличения тока через первичные обмотки.

Если бы вы написали отдельное уравнение напряжения для первичной и вторичной обмоток, вы могли бы описать это явление взаимной индуктивности. Для первичной обмотки

V_P=I_PR_1+L_1\frac{\Delta I_P}{\Delta t}-M\frac{\Delta I_S}{\Delta t}

для тока через первичную обмотку ​ I P ​, сопротивление нагрузки первичной обмотки ​ R 1 ​, взаимная индуктивность ​ M ​, индуктивность первичной обмотки ​ L I ​, вторичная обмотка ​ I ​, вторичная обмотка ​ M ​во времени Δt ​.Знак минус перед взаимной индуктивностью M показывает, что ток источника сразу испытывает падение напряжения из-за нагрузки на вторичную обмотку, но в ответ первичная обмотка повышает свое напряжение.

Это уравнение следует правилам написания уравнений, которые описывают, как ток и напряжение различаются между элементами цепи. Для замкнутого электрического контура вы можете записать сумму напряжений на каждом компоненте как равную нулю, чтобы показать, как напряжение падает на каждом элементе в цепи.

Для первичных обмоток вы пишете это уравнение, чтобы учесть напряжение на самих первичных обмотках (​ I P R 1 ), напряжение из-за индуцированного тока магнитного поля поле ​ L 1 ΔI P /Δt ​ и напряжение за счет действия взаимной индуктивности от вторичных обмоток ​ M ΔI S /Δt.

Аналогичным образом можно написать уравнение, описывающее падение напряжения на вторичных обмотках, как t}

Это уравнение включает ток вторичной обмотки ​ I S , индуктивность вторичной обмотки ​ L 2 и сопротивление нагрузки вторичной обмотки ​ R 2 ​Сопротивление и индуктивность обозначаются нижними индексами 1 или 2 вместо P или S соответственно, поскольку резисторы и катушки индуктивности часто нумеруются, а не обозначаются буквами. Наконец, вы можете рассчитать взаимную индуктивность непосредственно из индукторов как

M=\sqrt{L_1L_2}

Расчет коэффициента трансформации трансформатора

Соотношение витков выражается двумя числами, например 2:1 или 2 к 1. Первое число представляет относительное количество витков первичной обмотки, а второе число представляет относительное количество витков вторичной обмотки.Коэффициент трансформации трансформатора рассчитывается по следующей формуле:

$$\frac{{{N}_{p}}}{{{N}_{s}}}$$

где

NP = число витков первичной обмотки

NS = число витков вторичной обмотки

Пример: Каково соотношение витков трансформатора с 500 витками в первичной обмотке и 1000 витками во вторичной обмотке?

$$\frac{{{N}_{p}}}{{{N}_{s}}}=\frac{500}{1000}=1:2$$

Повышающий трансформатор — это трансформатор, у которого исток подключен к обмотке с меньшим числом витков, а нагрузка подключена к обмотке с большим числом витков.Понижающий трансформатор — это трансформатор, у которого исток подключен к обмотке с наибольшим числом витков, а нагрузка подключена к обмотке с наименьшим числом витков (см. рис. 1).

 

Рис. 1. Отношение витков определяет, является ли трансформатор повышающим или понижающим

 

Примечание

Большинство цепей управления двигателем питаются от понижающих трансформаторов, которые снижают напряжение в цепи управления.Понижающий трансформатор снижает напряжение на цепи управления до уровня 24 В или 12 В, в зависимости от необходимости.

Как для повышающих, так и для понижающих трансформаторов номинальная мощность всегда одинакова на первичной и вторичной сторонах. Соотношение витков можно использовать для расчета вторичного напряжения и тока следующим образом:

$$\frac{{{N}_{p}}}{{{N}_{s}}}=\frac{{{E}_{p}}}{{{E}_{s} }}=\frac{{{I}_{s}}}{{{I}_{p}}}$$

Где

NP = количество витков в первичной обмотке

NS= количество витков во вторичной обмотке

EP = напряжение на первичной обмотке (в В)

ES = напряжение во вторичной обмотке (В)

IP = ток в первичной обмотке (в А)

IS = ток во вторичной обмотке (в А)

Соотношение витков между двумя катушками определяет, является ли устройство повышающим или понижающим трансформатором.Например, если катушка, подключенная к источнику, имеет 500 витков, а катушка, подключенная к нагрузке, имеет 1000 витков, устройство представляет собой повышающий трансформатор. Соотношение витков составляет 1:2, и поток от каждого витка первичной обмотки пересекает два витка вторичной обмотки. Если источник, подключенный к первичному, составляет 120 В, вторичное напряжение рассчитывается следующим образом:

$$\frac{{{N}_{p}}}{{{N}_{s}}}=\frac{{{E}_{p}}}{{{E}_{s} }}\Rightarrow \frac{500}{1000}=\frac{120}{{{E}_{s}}}\Rightarrow 500\times {{E}_{s}}=120\times 1000\Rightarrow {{E}_{s}}=240 В$$

Если источник 240 В необходимо понизить до 120 В, катушки можно поменять местами.Катушки на 240 В являются первичными, а катушки на 120 В — вторичными. Однако номинальное напряжение катушки никогда не должно превышаться. Трансформатор с коэффициентом 2:1 с первичной обмоткой 240 В и вторичной обмоткой 120 В не следует подключать к линии 480 В для создания вторичной обмотки 240 В. Соотношение витков правильное, но индуктивность катушек слишком мала для обеспечения необходимых ограничений по току в катушке из-за меньшего реактивного сопротивления.

 

Вольт на оборот

Соотношение витков можно использовать для объяснения родственной концепции, называемой вольт на виток.Вольт на виток (В/виток) — это падение напряжения на каждом витке катушки или напряжение, индуцированное в каждом витке вторичной катушки. Каждый трансформатор имеет расчетное значение вольт на виток. Например, если первичная обмотка трансформатора имеет 120 витков при напряжении 120 В, то 1 В/виток. Вторичная катушка имеет такое же значение вольт на виток. Если вторичная катушка имеет 24 витка, напряжение на вторичной обмотке составляет 24 В. Следовательно, трансформатор с соотношением витков 120:24, 1 вольт на виток и первичным напряжением 120 В имеет вторичное напряжение 24 В.

 

Катушки для катушек

Отвод катушки на катушке трансформатора — это дополнительное электрическое соединение, которое позволяет включать переменное число витков катушки в цепь (см. рис. 2).Отводы катушки иногда необходимы в зависимости от местоположения службы по отношению к подстанции, обеспечивающей питание. В конце распределительной линии, на большом расстоянии от источника, напряжение иногда будет ниже нормы. Для подачи надлежащего напряжения на оборудование на заводе предлагаются отводы на первичной обмотке трансформатора. Эти отводы позволяют изменять коэффициент трансформации трансформатора в полевых условиях, чтобы компенсировать низкое первичное напряжение.

 

Рис. 2.Отводы катушки используются для регулировки выходного напряжения трансформатора.
 

Например, если первичная обмотка рассчитана на 7200 В переменного тока и имеет 1620 витков, каково значение вольт на виток трансформатора? Трансформатор падает 7200 В переменного тока на 1620 витках. Вольт на оборот рассчитывается следующим образом:

$${V}/{turn=\frac{E}{{{N}_{p}}}}\;$$

где

В/виток =

вольт на оборот

E = напряжение (в В)

витка = количество витков в первичной обмотке

$${V}/{turn=\frac{E}{{{N}_{p}}}}\;=\frac{7200}{1620}=4.444$$

Каково значение вольт на виток трансформатора, если напряжение ниже на 5% (6840 В переменного тока)?

$${V}/{turn=\frac{E}{{{N}_{p}}}}\;=\frac{6840}{1620}=4,222$$

Это показывает, что при снижении первичного напряжения на 5 % вторичное напряжение снижается на тот же процент. Заменив ответвления и удалив несколько витков из первичной цепи, можно вернуть вольт на виток к уровню, который дает нам надлежащее вторичное напряжение. Количество витков в первичной обмотке, необходимое для сброса 4.444 В/оборот при 6840 В переменного тока рассчитывается следующим образом:

$${{N}_{p}}=\frac{E}{{V}/{поворот}\;}$$

где

NP = количество витков в первичной обмотке

E = напряжение (в В)

В/виток =

вольт на оборот

$${{N}_{p}}=\frac{6840}{4.444}=1539\text{ } получается $$

Трансформатор этого типа обычно снабжен ответвлениями катушек, кратными 2,5 % выше нормы (AN) и 2,5 % ниже нормы (BN). Для первичной обмотки с 1620 витками 2,5% соответствует примерно 40 виткам (1620 × 0,5 витка).025 = 40,5). Перемещение соединения на два места отвода изменяет количество витков в первичной обмотке примерно на 80 витков. Первичка изменена с 1620 витков на 1540 витков. Соотношение витков изменено, чтобы трансформатор мог компенсировать низкое напряжение и обеспечить номинальное напряжение вторичной обмотки.

Формула для расчета оборачиваемости запасов / Коэффициент оборачиваемости запасов

Предположим, вы идете к бухгалтеру своей компании и запрашиваете у него подробности расчета себестоимости продукции. Они показывают вам значения в столбце под названием «Из бухгалтерии.Это список номеров счетов главной бухгалтерской книги, которые являются частью общей себестоимости компании, которая указывается в ее финансовой отчетности.

Затем вы извлекаете записи о продажах из базы данных вашей компании, включая стоимость каждой продажи. Эти записи дают затраты, перечисленные в столбце под названием «От продаж продукта».

В чем разница между этими двумя представлениями COGS? Какой из них лучше, если мы хотим правильно интерпретировать скорость, с которой продаются наши запасы, и, что еще более важно, правильно интерпретировать изменения в скорости, с которой продаются наши запасы?

Разница между этими двумя наборами чисел заключается в том, что информация из бухгалтерских записей включает дополнительные категории главной книги, выделенные желтым цветом.Эти категории не связаны с конкретными сделками купли-продажи.

Глядя на описания выделенных кодов главной книги, мы видим, что многие из них являются корректировками стоимости запасов по разным причинам. Мы также можем видеть, сколько мы заплатили за входящий фрахт и сколько мы заплатили за рабочую силу, то есть заработную плату персонала, создающего наш запас готовой продукции.

Здесь нам нужно использовать логику, чтобы принять решение.

Мы измеряем скорость продажи запасов.Если компания внесла коррективы в стоимость запасов, эти корректировки никоим образом не связаны с измерением скорости продаж, поэтому я бы не включал их в стоимость себестоимости при расчете оборачиваемости запасов.

Стоимость фрахта в и рабочей силы действительно связана со скоростью продажи запасов, поскольку чем больше мы продаем, тем больше труда нам нужно для производства запасов и тем больше мы будем платить за входящие перевозки для пополнения нашего сырья. . Поэтому я бы включил входящие затраты на фрахт и оплату труда в стоимость себестоимости при расчете оборачиваемости запасов.Это оставляет нам следующую себестоимость для нашей формулы оборачиваемости запасов.

Калькулятор коэффициента трансформации трансформатора с формулой

Калькулятор коэффициента трансформации трансформатора:

Онлайн-калькулятор коэффициента трансформации трансформатора используется для расчета коэффициента трансформации/коэффициента напряжения/коэффициента тока трансформатора. Для этого сначала выберите значение из оборотов, тока или напряжения. Затем введите первичные витки или напряжение или ток и вторичное напряжение или ток или витки.Нажмите кнопку расчета, чтобы получить коэффициент трансформации трансформатора.

Выберите вариант снизу,
SelectVoltageTurnsCurrent

o расчет по количеству витков:

Коэффициент витков K равен отношению между первичным количеством витков Np в числе к вторичному количеству витков Ns в числах.

K = первичные витки /

вторичных витков

К = Vp / Vs —————–1

Пример:

Рассчитайте коэффициент трансформации трансформатора, у которого первичное число витков равно 2000, а вторичное число витков равно 200.

К = 2000 / 200 = 10/1

К = 10:1

Расчет соотношения витков с использованием напряжения:

Коэффициент витков K равен отношению между первичным напряжением Vp в вольтах и ​​вторичным напряжением Vs в вольтах. следовательно, формула соотношения оборотов будет

K = первичное напряжение в вольтах / вторичное напряжение в вольтах

К = Vp / Vs —————–2

Пример:

Расчет первичного напряжения трансформатора 11 кВ и вторичного напряжения 440 Вольт.Рассчитайте коэффициент поворота.

К = Вп / Вс

К = 11000 / 440 = 275:4

Расчет соотношения витков с использованием тока трансформатора:

Коэффициент витков K равен отношению вторичного тока Is в амперах к первичному току Ip в амперах.

K = Вторичный ток в амперах / Первичный ток в амперах

К = Is / Ip ——————–3

Пример:

Первичный ток трансформатора составляет 1000 ампер, а вторичный ток равен 100 ампер. Рассчитайте коэффициент трансформации?

К = 100/1000

К = 1/100 = 1:100

Сравните соотношение всех трех витков K будет

К = Np / Ns = Vp / Vs = Is / Ip

Следовательно, все коэффициенты дадут вам только один и тот же результат.

Трансформатор: зависимость от числа витков

В=-N(dΦ/dt)

Электричество и магнетизм

Трансформатор: зависимость от числа витков

Практическая деятельность за 14-16

Демонстрация

Интригующая демонстрация, в которой лампа становится все ярче и ярче с увеличением количества витков вторичной обмотки трансформатора.

Аппаратура и материалы

  • Трансформатор разборный (демонстрационный) с катушкой 1200 витков для сетевого питания
  • Лампа, 2,5 В в держателе
  • Провод медный, изолированный с оголенными концами, 4 м

Здоровье и безопасность и технические примечания

Катушка на 1200 витков должна быть рассчитана на подключение к сети либо с постоянно подключенным сетевым кабелем, либо с полностью изолированным сетевым компьютером, используемым с разъемом IEC (как на компьютерном оборудовании).

Ознакомьтесь с нашим стандартным руководством по охране труда и технике безопасности

Катушка на 1200 витков может перегреться, если оставить ее подключенной слишком долго.

Процедура

  1. Поместите 1200-витковую катушку на одно ветвь многослойного U-образного сердечника разъемного трансформатора. Подключите это к сети переменного тока. сеть.
  2. Подсоедините длинный провод (4 метра изолированного медного провода) к лампе.
  3. При включенном питании намотайте провод виток за витком на другую ветвь U-образного сердечника.По мере наматывания все большего и большего количества витков лампа начинает светиться, а затем становится все ярче и ярче. Для этого потребуется не менее 10 витков.

Учебные заметки

  • Это интригующая демонстрация, в которой лампа становится все ярче и ярче по мере увеличения оборотов. Съемный трансформатор поставляется с железным ярмом для завершения магнитной цепи, и когда оно установлено на место, лампа светится еще ярче.
  • В комплект трансформатора обычно входит набор катушек, которые можно менять местами, и некоторое дополнительное оборудование для дальнейших демонстраций, например плавление припоя или прыгающее кольцо .Прочтите инструкцию, которая идет в комплекте.
  • При изменении тока первичной обмотки в каждом витке вторичной обмотки на сердечнике индуцируется разность потенциалов. По мере того, как вторичная обмотка наматывается, виток за витком, индуцируется большая разность потенциалов, так сказать, вольт за вольтом.
  • Соотношение В s / В p = N s / N p можно измерить с различными парами катушек трансформатора.Помните, что коэффициенты тока обратны коэффициентам разности потенциалов (сохранение энергии требует, чтобы I V было постоянным на входе и выходе). Легко настроить систему, которая будет потреблять от сети больше тока, чем QuantityUnit{13}{A}, которое она может обеспечить.
  • Здесь В s и В p — разность потенциалов на вторичной и первичной обмотках, а N s и N p 90 первичные катушки.

Этот эксперимент был проверен на безопасность в апреле 2006 г.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *