Первичная обмотка трансформатора понижающего: Первичная обмотка понижающего трансформатора включена в сеть с напряжением 220 В, Напряжение на зажимах вторичной обмотки 20 В, ее сопротивление

Содержание

Первичная обмотка понижающего трансформатора с коэффициентом 8

Разделы: Физика

Класс: 11

Цели урока:

  • Образовательная: закрепить принцип действия, устройство и применение трансформатора, научить рассчитывать коэффициент трансформации, число витков, силу тока и напряжение, мощность, КПД.
  • Развивающая: развивать логическое мышление, интерес к самостоятельному получению знаний, продолжить формирование умений делать выводы и обобщения.
  • Воспитательная: продолжить воспитание отношения к физике как к экспериментальной науке; учить работать коллективно, прислушиваться к мнению товарищей.

Тип урока: комбинированный урок.

Ход урока

1. Организационный момент.

Приветствие, настрой деятельности на успех.

2. Проверка домашнего задания.

1. Что такое трансформатор?

2. Каково устройство трансформатора? 3. Сколько чаще всего катушек у трансформатора?

4. На чем основан принцип работы трансформатора?

5. Трансформатор на холостом ходу.

6. Работа нагруженного трансформатора.

7. Что такое коэффициент трансформации?

8. Каким бывает численно коэффициент трансформации?

9. Какой трансформатор называют повышающим, какой понижающим?

10. Можно ли подключить трансформатор к сети постоянного напряжения?

11. Почему трансформатор гудит?

12. Почему сердечник трансформатора собирают из отдельных листов железа?

13. Почему сердечник называют магнитопроводом?

14. Можно ли сердечник сделать из меди?

15. Как найти КПД трансформатора? Каких наибольших значений он достигает?

16. Какие потери энергии могут быть в трансформаторе?

17. Как избежать потерь энергии в трансформаторе?

18. Можно ли включить в сеть переменного тока напряжением 220 В первичную катушку трансформатора, снятую с сердечника?

3. Тестовый опрос по теме трансформатор.

1. Сколько витков должна иметь первичная катушка трансформатора, чтобы повысить напряжение от 10 до 50 В, если во вторичной обмотке 80 витков?

2. Трансформатор является повышающим, если коэффициент трансформации его:

А) равен единице;

Б) меньше единицы;

В) больше единицы.

3. Сердечник трансформатора набран из отдельных изолированных пластин для:

А) экономии материала;

Б) уменьшения рассеяния магнитного потока;

В) уменьшения вихревых токов.

4. Каково соотношение между напряжением и числом витков в обмотках трансформатора?

5. Первичная катушка трансформатора – это та, что:

А) соединена с потребителем;

Б) соединена с источником;

Правильные ответы:

1 – В, 2 – Б, 3 – В, 4 – А, 5 – Б.

4. Решение задач.

1. Понижающий трансформатор со 110 витками во вторичной обмотке понижает напряжение от 22 000 В до 110 В. Сколько витков в его первичной обмотке?

2. Первичная обмотка повышающего трансформатора содержит 100 витков, а вторичная — 1000. Напряжение в первичной цепи 120 В. Каково напряжение во вторичной цепи, если потерь энергии нет?

3. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 300 витков, включен в сеть напряжением 220 В. Во вторичную цепь трансформатора, имеющую 165 витков, включен резистор сопротивлением 50 Ом. Найдите силу тока во вторичной цепи, если падение напряжения на ней равно 50 В.

4. Понижающий трансформатор дает ток 20 А при напряжении 120 В. Первичное напряжение равно 22000 В. Чему равны ток в первичной обмотке, а также входная и выходная мощности трансформатора, если его КПД равен 90%?

5. Повышающий трансформатор создает во вторичной цепи ток 2 А при напряжении 2200 В. Напряжение в первичной обмотке равно 110 В. Чему равен ток в первичной обмотке, а также входная и выходная мощности трансформатора, если потерь энергии в нем нет?

6. Первичная обмотка понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 8 включена в сеть напряжением 200 В. Сопротивление вторичной обмотки 2 Ом, ток во вторичной обмотке трансформатора 3 А. Определите падение напряжения на зажимах вторичной обмотки. Потерями в первичной обмотке пренебречь.

5. Вопросы.

1. Почему на трансформаторной будке написано “Осторожно опасно!”. “Не влезай – убьет!”

2. Какой там трансформатор?

3. Первый трансформатор был изобретен в 1878 году. Это было 134 года тому назад. Чем он заслужил наше внимание? Чем он так хорош?

6. Подведение итогов.

Мы сегодня повторили тему “Трансформатор”. Я надеюсь, что вы поняли роль трансформатора в жизненной деятельности человека.

7. Домашнее задание. Параграф 39, задания на листе.

Домашнее задание по теме “Трансформатор”

Вариант 1

1. На каком физическом явлении основана работа трансформатора?

А. Магнитное действие тока.

Б. Электромагнитная индукция.

В. Тепловое действие тока.

2. Как изменится сила тока в первичной обмотке трансформатора при убывании силы тока в его вторичной обмотке?

Г. Ответ неоднозначен.

3. Напряжение на зажимах вторичной обмотки понижающего трансформатора 60 В, сила тока во вторичной цепи 40 А. Первичная обмотка включена в цепь с напряжением 240 В. Найдите силу тока в первичной обмотке трансформатора.

4. Первичная обмотка понижающего трансформатора включена в сеть переменного тока с напряжением 220 В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки 20 В, ее сопротивление 1 Ом, ток в ней 2 А. Найдите коэффициент трансформации и КПД трансформатора.

Домашнее задание по теме “Трансформатор”

Вариант 2

1. Число витков в первичной обмотке трансформатора в 2 раза меньше числа витков во вторичной обмотке. На первичную обмотку подали напряжение U. Чему равно напряжение на вторичной обмотке трансформатора?

2. Во сколько раз изменяются потери энергии в линии электропередачи, если на понижающую подстанцию будет подаваться напряжение 10 кВ вместо 100 кВ при условии передачи одинаковой мощности?

А. Увеличится в 10 раз.

Б. Уменьшится в 100 раз.

В. Увеличится в 100 раз.

3. Трансформатор имеет коэффициент трансформации 20. Напряжение на первичной обмотке 120 В. Определите напряжение на вторичной обмотке и число витков в ней, если первичная обмотка имеет 200 витков.

4. Первичная обмотка трансформатора имеет 2400 витков. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка, чтобы при напряжении на зажимах 11 В передавать во внешнюю цепь мощность 22 Вт? Сопротивление вторичной обмотки 0,2 Ом. Напряжение в сети 380 В.

Домашнее задание по теме “Трансформатор”

Вариант 3

1. Как изменится сила тока в первичной обмотке трансформатора при возрастании силы тока в его вторичной обмотке?

Г. Ответ неоднозначен.

2. Какой ток можно подавать на обмотку трансформатора?

А. Только переменный.

Б. Только постоянный.

В. Переменный и постоянный.

3. Трансформатор повышает напряжение с 220 В до 1,1 кВ и содержит 700 витков в первичной обмотке. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков во вторичной обмотке? В какой обмотке провод большего сечения?

4. Первичная обмотка трансформатора с коэффициентом трансформации, равным 8, включена в сеть с напряжением 220 В. Сопротивление вторичной обмотки 2 Ом, сила тока во вторичной обмотке трансформатора 3 А. Определите напряжение на зажимах вторичной обмотки. Потерями в первичной обмотке пренебречь.

Первичную обмотку понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 8 включен в сеть с напряжением 220 В. Сопротивление вторичной обмотки 20 Ом, ток в ней 3А. Найдите напряжение на выходе вторичной обмотки

Ответы:

коэффициент трансформации равен отношению напряжения на первичной обмотке к напряжению вторичной обмотки, поэтому если Kтр=8 и первичную обмотку трансформатора воткнули в розетку на 220В, то на вторичной будет 220/8=27,5В. Остальные данные ( 20 ом, 3 ампера)-лишнии.

коэффициент трансформации равен отношению напряжения на первичной обмотке к напряжению вторичной обмотки, поэтому если Kтр=8 и первичную обмотку трансформатора воткнули в розетку на 220В, то на вторичной будет

220/8=27,5В. Остальные данные ( 20 ом, 3 ампера)-лишнии.

2. Повышающие и понижающие трансформаторы | 9. Трансформаторы | Часть2

2. Повышающие и понижающие трансформаторы

Повышающие и понижающие трансформаторы

До сих пор мы с вами рассматривали трансформаторы, у которых первичная и вторичная обмотки имели одинаковую индуктивность, давая примерно одинаковые уровни напряжения и тока в обоих цепях. Однако, равенство напряжений и токов между первичной и вторичной обмотками трансформатора не является нормой для всех трансформаторов. Если индуктивности двух обмоток имеют разную величину, происходит нечто интересное:

 

transformer   
v1 1 0 ac 10 sin
rbogus1 1 2 1e-12       
rbogus2 5 0 9e12
l1 2 0 10000    
l2 3 5 100      
k l1 l2 0.999   
vi1 3 4 ac 0    
rload 4 5 1k    
.ac lin 1 60 60 
.print ac v(2,0) i(v1)  
.print ac v(3,5) i(vi1) 
. end    
freq          v(2)        i(v1)       
6.000E+01     1.000E+01   9.975E-05    Primary winding

freq          v(3,5)      i(vi1)      
6.000E+01     9.962E-01   9.962E-04    Secondary winding

Обратите внимание на то, что вторичное напряжение примерно в десять раз меньше первичного (0,9962 вольт против 10 вольт), а вторичный ток примерно в десять раз превышает первичный (0,9962 мА против 0,09975 мА). В этом SPICE моделировании описано устройство, которое в десять раз понижает напряжение и в десять раз повышает ток.

 

Трансформатор - это очень полезное устройство. С его помощью мы легко можем повысить или понизить напряжение и ток в цепях переменного тока. Появление трансформаторов сделало практической реальностью передачу электроэнергии на большие расстояния. Трансформаторы позволяют уменьшить потери на проводах линий электропередач (соединяющих генерирующие станции с нагрузками) путем повышения переменного напряжения и понижения переменного тока.  На обоих концах (как на генераторе, так и на нагрузках) трансформаторы понижают уровни напряжения до более безопасных значений и снижают стоимость применяемого оборудования. Трансформатор, который на выходе (во вторичной обмотке) вырабатывает более высокое напряжение, чем приложено на входе (к первичной обмотке), называется

повышающим трансформатором (его вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная). И наоборот, понижающий трансформатор вырабатывает на своем выходе меньшее напряжение, чем подается на его вход, поскольку его вторичная обмотка имеет меньшее число витков по сравнению с первичной.

Посмотрите еще раз на фотографию, показанную в предыдущей статье:

 

На поперечном разрезе трансформатора хорошо видно первичную и вторичную обмотки.

 

Это понижающий трансформатор, о чем свидетельствует большое количество витков первичной обмотки и малое число витков вторичной обмотки. Он преобразует высокое напряжение и маленький ток в низкое напряжение и большой ток. Благодаря большому току вторичной обмотки, в ней используется провод большого сечения. Первичная обмотка, ток в которой имеет небольшую величину, может быть выполнена из провода меньшего сечения.

Любой из рассмотренных типов трансформаторов можно использовать по противоположному назначению (подключить вторичную обмотку к источнику переменного напряжения, а первичную обмотку - к нагрузке). В этом случае трансформатор будет выполнять противоположную функцию: понижающий трансформатор будет функционировать как повышающий, и наоборот. Однако, для эффективной работы трансформатора индуктивности каждой из его обмоток должны быть спроектированы под конкретные рабочие диапазоны напряжения и тока (этот вопрос рассматривался в предыдущей статье). Поэтому, при использовании трансформатора по "противоположному" назначению, напряжения и токи его обмоток должны оставаться в исходных конструктивных параметрах. Только в этом случае трансформатор будет эффективен (и не будет поврежден чрезмерным напряжением или током!).

Трансформаторы часто имеют такую конструкцию, что не очевидно, какие провода принадлежат к первичной обмотке, а какие к вторичной. Во избежание путаницы, на многих трансформаторах (в основном импортного производства) используется обозначение "Н" для высоковольтной обмотки (первичная обмотка в понижающем трансформаторе, вторичная обмотка в повышающем трансформаторе), и обозначение "X" для низковольтной обмотки. Поэтому простой силовой трансформатор будет иметь провода с надписью «h2», «h3», «X1» и «X2».

Если вы вспомните, что мощность равна произведению напряжения и тока, то поймете почему напряжение и ток всегда движутся в "противоположных направлениях" (если напряжение увеличивается, то ток уменьшается, и наоборот). Вы так же поймете, что трансформаторы не могут производить энергию, они могут только преобразовывать ее. Любое устройство, которое могло бы произвести больше энергии, чем потребило, нарушило бы Закон сохранения энергии (энергия не может быть создана или уничтожена, она может быть только преобразована).

Практическая значимость вышесказанного становится более очевидной, когда рассматривается альтернатива: до появления эффективных трансформаторов, преобразование уровней напряжения и тока могло быть достигнуто только за счет использования установок, содержащих моторы и генераторы:

 

Установка мотор/генератор иллюстрирует основной принцип трансформатора

 

В этой установке мотор механически соединен с генератором. Генератор предназначен для получения желаемых уровней напряжения и тока за счет скорости вращения мотора. В то время, как и мотор и генератор являются достаточно эффективными устройствами, использование их в связке не обладает достаточной эффективностью, так что общий КПД установки находится в диапазоне 90% или менее. Кроме того, движущиеся части данных установок подвержены трению и механическому износу, а это, в свою очередь, влияет как на срок службы, так и на производительность. Трансформаторы же, с другой стороны, способны преобразовывать переменное напряжение и ток с очень высокой эффективностью без движущихся частей, что делает возможным широкое распространение и использование электроэнергии, которую мы считаем само собой разумеющимся.

Справедливости ради стоит сказать, что установки мотор/генератор не обязательно являются устаревшими в сравнении с трансформаторами во всех сферах применения. Если трансформаторы явно превосходят моторы/генераторы в преобразовании переменного напряжения и тока, то они не могут преобразовать одну частоту переменного тока в другую, а также преобразовать (сами по себе) постоянное напряжение в переменное или наоборот. Установки мотор/генератор могут все это делать относительно просто, хотя и с некоторыми ограничениями эффективности, описанными выше. Эти установки также обладают уникальным свойством сохранения кинетической энергии: то есть, если по какой-либо причине источник питания мотора мгновенно отключается, его угловой момент (инерция вращательного движения) будет еще некоторое время поддерживать вращение генератора, изолируя тем самым нагрузку (питаемую генератором) от «сбоев» в основной энергосистеме.

При внимательном просмотре цифр в SPICE анализе вы должны увидеть соотношение между коэффициентом трансформации и двумя индуктивностями. Обратите внимание на то, что первичная обмотка (l1) имеет в 100 раз большую индуктивность, чем вторичная (10000 Гн против 100 Гн), и что напряжение было понижено с 10 В до 1 В (в 10 раз). Обмотка с большей индуктивностью имеет более высокое напряжение и меньший ток. Поскольку обе обмотки трансформатора намотаны вокруг одного и того же сердечника (для наиболее эффективной магнитной связи между ними), параметры, влияющие на их индуктивность равны, за исключением количества витков в каждой из обмоток. Если мы еще раз взглянем на формулу индуктивности, то увидим, что индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа ее витков:

 

 

Таким образом, должно быть очевидно, что две обмотки трансформатора в вышеприведенном SPICE моделировании при соотношении их индуктивностей 100 : 1 должны иметь соотношение витков провода 10 : 1, так как 10 в квадрате равно 100. Поскольку соотношение витков соответствует соотношению между первичным и вторичным напряжениями и токами (10 : 1), мы можем сказать, что коэффициент трансформации напряжения и тока равен соотношению витков провода между первичной и вторичной обмотками.

 

 

Повышающее / понижающее действие соотношения витков обмоток в трансформаторе аналогично соотношениям шестеренок в механических редукторных системах, которые преобразуют значения скорости и крутящего момента во многом таким же образом:

 

 

Повышающие и понижающие трансформаторы, применяющиеся для распределения электроэнергии, могут иметь гигантские размеры (сопоставимые с размером дома). На следующей фотографии показан трансформатор подстанции высотой около четырех метров:

 

 

Обзор:

  • Трансформаторы «повышают» или «понижают» напряжение в соответствии с соотношениями витков первичных и вторичных обмоток.

  • Коэффициент трансформации напряжения равен квадратному корню из отношения индуктивности первичной обмотки к индуктивности вторичной обмотки.

Принцип работы понижающего трансформатора напряжения и его устройство

Большинство электрических инструментов, приборов, оборудования работает от сетевого напряжения переменного тока, равного 220 В. Но для низковольтных электропотребителей – галогенных осветительных приборов, низковольтных обогревателей, светодиодных светильников и других – его значение снижают до определенной величины. Для решения этой задачи применяются аппараты без подвижных компонентов – понижающие трансформаторы, которые понижают величину напряжения до нужного значения, оставляя частоту неизменной. Различные модели этих аппаратов могут использоваться в энергетической отрасли, промышленности, а также в быту для получения значения напряжения, безопасного для пользователя.

Устройство и принцип работы понижающего трансформатора

В состав аппарата входит ферромагнитный сердечник с двумя обмотками – первичной и вторичной. На обмотки наматываются проводники, каждый слой которых изолируется кабельной бумагой. Поперечное сечение проводника может быть круглым или прямоугольным (шина).

Первичная и вторичная обмотки между собой электрически не контактируют. Отсутствие электроконтакта обеспечивают изоляционные прокладки, изготовленные из электрокартона или других изоляторов. Большинство аппаратов со всеми компонентами заключается в защитный корпус.

Принцип действия:

  • На первичную обмотку, имеющую большее количество витков по сравнению с вторичной, поступает сетевой ток. Он образует магнитное поле, пересекающее вторичную обмотку.
  • Во вторичной обмотке образуется ЭДС, под воздействием которой генерируется выходное напряжение со значением, необходимым для электропитания электронных приборов. Отношение входного (высокого, ВН) напряжения к выходному (низкому, НН) равно отношению количества витков первичной обмотки к числу витков вторичной. Конструкция понижающего трансформатора может предусматривать одновременное подключение нескольких низковольтных потребителей.
  • В ходе трансформации происходят потери мощности, равные примерно 3 %.


Понижающие трансформаторы не меняют частоту тока. Для ее изменения, в том числе для получения постоянного тока, в схему включают выпрямители. Чаще всего они представляют собой диодные мосты. Современные приборы могут дополняться другими полупроводниковыми и интегральными схемами, которые улучшают эксплуатационные характеристики аппаратов.

Чтобы определить, какой перед вами трансформатор – понижающий или повышающий, необходимо посмотреть маркировки обмоток. В понижающем аппарате первичной является высоковольтная обмотка, которая маркируется буквой «Н», вторичной – низковольтная обмотка, обозначаемая буквой «Х». В повышающем устройстве первичной является низковольтная обмотка «Х», вторичной – высоковольтная «Н».

Виды понижающих трансформаторов

В зависимости от конструктивных особенностей и принципа действия выделяют следующие типы устройств:

  • Стержневые. Эти модели, в которых обмотки располагаются вокруг сердечников магнитопровода, обладают средней или высокой мощностью. Стержневые понижающие трансформаторы имеют простую конструкцию, их обмотки легко изолировать, обслуживать и осуществлять ремонт. Их разновидность – броневые аппараты, в которых обмотки «броней» охватывают магнитопровод. Это простой и дешевый аппарат, но его трудно обслуживать и ремонтировать.
  • Тороидальные. Сердечник в таких аппаратах имеет форму тора. Тороидальные модели применяются в маломощных радиоэлектронных устройствах. Они легкие, имеют небольшие размеры, позволяют достигать высокой плотности тока. Ток намагничивания – минимальный. Аппараты могут выдерживать достаточно высокие температуры.
  • Многообмоточные. Имеют две или более вторичных обмоток. Позволяют получать несколько значений выходного напряжения, то есть обеспечивают питание нескольких потребителей.

По роду тока, с которым работают трансформаторы, их разделяют на:

  • Однофазные. Наиболее распространенный тип, имеющий профессиональное и бытовое применение. Фазный и нулевой провода электропроводки подсоединяются к первичной обмотке.
  • Трехфазные. Востребованы в энергетике, на производственных предприятиях, реже – в бытовых условиях. Служат для трансформации трехфазного напряжения.


Для чего нужен понижающий трансформатор

Разнообразие конструкций, имеющихся в продаже, позволяет выбрать оптимальную модель для конкретной области применения:

  • В энергетической индустрии используют понижающие аппараты высокой мощности – до 1000 МВА. Выпускаемые модели – 765/220 кВ, 410/220 кВ, 220/110 кВ.
  • Для адаптации высокого напряжения к параметрам бытовой электросети используют малые распределительные трансформаторы, мощность которых достигает 1-5 МВА. На стороне высокого напряжения могут быть предусмотрены значения 10, 20, 35 кВ, на низкой – 400 или 230 В.
  • Для бытовой техники обычно применяют трансформаторы, изменяющие напряжение с 220-230 В до 42, 36, 12 В. Конкретная величина Uвых определяется требованиями потребителя.

При подборе оптимальных устройств учитывают суммарную мощность потребителей, напряжение на входе и выходе, необходимость (или ее отсутствие) изменения частоты, габариты и массу.


Как определить обмотки неизвестного трансформатора, первичную, вторичную

Прежде чем подключать трансформатор к сети,нужно определить первичную обмотку трансформатора, прозвонить его первичные и вторичные обмотки омметром.

У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.

несколько первичных обмоток

Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.

В двух каркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.

защищен предохранителем

При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном определение первичного напряжения трансформатора, предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Когда неизвестен тип силового трансформатора, тем более мы не знаем его паспортных данных, на помощь приходит обыкновенный стрелочный тестер и не хитрое приспособление в лице лампы накаливания.

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:

I = P / U

I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер),
P – габаритная мощность трансформатора (Ватт),
U – напряжение сети (~220 Вольт).

Пример:

35 / 220 = 0,16 Ампер

Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

определение первичного напряжения трансформатора

Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.

При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.

Мощность (Вт) Ток ХХ (мА)
5 — 10 10 — 200
10 -50 20 — 100
50 — 150 50 — 300
150 — 300 100 — 500
300 — 1000 200 — 1000

Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности.
Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем больше ток ХХ.

Схема подключения, при определения количества витков на вольт.

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-200 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 (мощность трансформатора)

Sсерд(см2)= √ P(ва)    N=50/S

I1(a)=P/220 (ток первичной обмотки)

W1=220*N   (количество витков первичной обмотки)

W2=U*N (количество витков вторичной обмотки)

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.

Поделиться ссылкой:

Кликните на звездочку чтобы выставить рейтинг страницы

[Total: 1 Average: 4]

Если провод вторичного контура толще, чем провод первичного в трансформаторе, то это тип трансформатора и почему?

С практической точки зрения да, это почти наверняка будет понижающий трансформатор, но я согласен с этими другими учителями: на самом деле это нельзя сделать из толщины проволоки . Вполне возможно построить трансформатор, в котором вторичная катушка имеет больше обмоток, но тем не менее использовать более толстый провод.

Как объяснил Джон Ренни, это обычно не имеет смысла, потому что тогда в более тонком первичном проводе будет больше переменного тока, чем во вторичном, хотя это может справиться с большим. Тем не менее, это не единственный актуальный ток: во многих случаях скачок напряжения является даже не причиной для использования трансформатора, а для развязки напряжений и / или токов . В частности, вы можете иметь высокий постоянный ток или низкочастотный переменный ток, протекающий по вторичной стороне, и использовать трансформатор для модуляции гораздо более слабого высокочастотного управляющего сигнала поверх него. В этом случае вам понадобится более толстый провод на вторичной стороне независимо от коэффициента намотки.

Дмитрий Григорьев

Честно говоря, я не могу представить ни одного приложения, в котором было бы целесообразно подавать постоянный ток во вторичную обмотку трансформатора.


leftaroundabout @DmitryGrigoryev Одним из распространенных вариантов использования является фантомное питание . Я думаю, что электрические сети используют такие трансформаторы для передачи управляющей информации по линиям. И я уверен, что большинство физических экспериментов, которые используют сильные переменные во времени магнитные поля, тоже используют эту идею, то есть ускорители частиц, МРТ и т. Д. (Также в медицинских приложениях).
Дэн Миллс

Также последовательные инжекционные трансформаторы, используемые для зажигания больших дуговых ламп, рабочий ток составляет несколько десятков ампер, при напряжении около 20-100 В или около того по всей дуге, но для зажигания вещам нужны сотни кВ для первоначальной ионизации газа. Решением является трансформатор с массивной вторичной обмоткой (ОЧЕНЬ хорошо изолированной) и первичной обмоткой из нескольких проводов гораздо меньшего размера (также очень хорошо заизолированной), устройство разряда конденсатора с искровым разрядником многократно импульсирует первичную обмотку во время зажигания лампы. EG & G - один производитель. Cinema projection и Lasers являются двумя пользователями ксеноновых и криптоновых дуговых ламп.


Безумный Мыче

Хотя отношение витков может составлять 1: 1, наличие большего диаметра вторичного провода будет означать, что реактивное сопротивление катушки будет другим. Это может быть какая-то схема изоляции или согласования импедансов, настроенный резервуар или что-то совершенно другое. Вторичный также может иметь компонент постоянного тока, пропущенный через него в изолированном (от основного) сценарии заземления.


Dahen

Я сомневаюсь, что это могло быть логикой, с которой пытался ответить этот вопрос, так как то, что мы рассмотрели на трансформаторах, довольно поверхностно. Другая проблема заключается в том, что он даже не указывает, равно ли число витков для сравнения на этой основе.

Трансформатор

Трансформатор состоит из двух отдельных обмоток, называемых первичной и вторичной обмотками. Входное напряжение переменного тока прикладывается к первичной обмотке и создает изменяющееся магнитное поле. Это магнитное поле взаимодействует со вторичной обмоткой, индуцируя в ней напряжение переменного тока (точнее, ЭДС). Напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, имеет ту же частоту, что и входное напряжение, но его амплитуда определяется соотношением числа витков вторичной и первичной обмоток.

Если входное напряжение на выводах первичной обмотки = V1
выходное напряжение на выводах вторичной обмотки = V2
число витков первичной обмотки = T1
число витков вторичной обмотки = T2

то

Кроме того, I1/ I2 = T1/ T2, где I1 и I2 – токи первичной и вторичной обмоток соответственно.

 

Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора

Приведенные выше соотношения предполагают, что трансформатор имеет 100%-ный КПД, т. е. полностью отсутствуют какие-либо потери мощности. Следовательно,
Входная мощность I1•V1 = Выходная мощность I2•V2.
На практике трансформаторы имеют КПД около 96-99%. Для увеличения КПД трансформатора его первичная и вторичная обмотки наматываются на одном магнитном сердечнике (рис. 7.10).

 

Повышающий и понижающий трансформаторы

Повышающий трансформатор вырабатывает на выходе (во вторичной обмотке) более высокое напряжение, чем приложено на входе (к первичной обмотке). Для этого число витков вторичной обмотки делается больше числа витков первичной обмотки.
Понижающий трансформатор вырабатывает на своем выходе меньшее напряжение, чем на входе, поскольку его вторичная обмотка имеет меньшее число витков по сравнению с первичной.

 

Коэффициент приведения сопротивления

Трансформатор, изображенный на рис. 7.11, имеет в цепи вторичной обмотки нагрузочный резистор r2. Сопротивление r2 можно пересчитать или, как говорят, привести к первичной обмотке, т. е. к сопротивлению трансформатора r1 со стороны первичной обмотки. Отношение r1/ r2 называется коэффициентом приведения сопротивления. Этот коэффициент можно рассчитать следующим образом. Поскольку r1 = V1 / I1 и r2 = V2 / I2, то

Рис. 7.10. Трансформатор.

Рис. 7.11. Коэффициент приведения
сопротивления


r1/ r2 = Т12/ Т22 = n2.

Рис. 7.12. Автотрансформатор.

 


Рис. 7.13. Автотрансформатор с несколькими отводами.

 

Но V1 / V2 = T1 / T2 = n и I2 / I1 = T1 / T2 = n, поэтому

r1 / r2 = n2

Например, если сопротивление нагрузки r2 = 100 Ом и отношение числа витков обмоток (коэффициент трансформации) T1 / T2 = п = 2 : 1, то со стороны первичной обмотки трансформатор можно рассматривать как резистор с сопротивлением r1 = 100 Ом • 22 = 100 • 4 = 400 Ом.

 

Автотрансформатор

Трансформатор может иметь одну-единственную обмотку с одним отводом от части витков этой обмотки, как показано на рис. 7.12. Здесь T1 — число витков первичной обмотки и T2 — число витков вторичной обмотки. Напряжения, токи, сопротивления и коэффициент трансформации определяются теми же формулами, которые применимы к обычному трансформатору.
На рис. 7.13 показан еще один трансформатор с единственной обмоткой, в котором сделано несколько отводов от этой обмотки. Все соотношения для напряжений, токов и сопротивлений по-прежнему определяются коэффициентом трансформации (V1/Va = Т1/Тa, V1/Vb = Т1/Тb и т. д.).

 

Трансформатор с отводом от средней точки вторичной обмотки

На рис. 7.14 изображен трансформатор с отводом от середины его вторичной обмотки. С верхней и нижней половин вторичной обмотки снимаются выходные напряжения Va и Vb, Отношение входного напряжения (на первичной обмотке) к каждому из этих выходных напряжений определяется отношением числа витков, причем

V1/Va = Т1/Тa V1/Vb = Т1/Тb

где Т1, Тa и Тb — число витков первичной, вторичной а и вторичной b обмоток соответственно. Поскольку отвод сделан от середины вторичной обмотки, напряжения Va и Vb равны по амплитуде. Если средняя точка заземлена, как в схеме на рис. 7.14, то выходные напряжения, снимаемые с двух половин вторичной обмотки, находятся в противофазе.


Пример

Обратимся к рис. 7.15. (а) Рассчитайте напряжение между выводами В и С трансформатора, (б) Если между выводами А и В намотано 30 витков, то сколь¬ко всего витков имеет вторичная обмотка трансформатора?
Решение
a) VBC = VAD – VAB – VCD = 36 В – 6 В – 12 В = 18 В.
Число витков между А и В
b) VAB / VAD == ———————————————
Число витков между А и D

Следовательно, 6 В/36 В = 30/ TAD, отсюда TAD = 30 • 36/6 = 180 витков.

Рис. 7.14. Трансформатор с отводом от средней точки вторичной обмотки.

Рис. 7.15. VAD = 36 В, VAB = б В,
VCD = 12 В.

 

Магнитная цепь

Принято говорить, что в магнитной цепи магнитный поток (или магнитное поле), измеряемый в теслах, создается силой, называемой магнитодвижущей силой (МДС). Магнитная цепь обычно сравнивается с электрической цепью, причем магнитный поток сопоставляется с током, а магнитодвижущая сила с электродвижущей силой. Точно так же, как говорят о сопротивлении R электрической цепи, можно говорить о магнитном сопротивлении S магнитной цени; эти понятия имеют аналогичный смысл. Например, такой магнитомягкий материал, как ковкое железо, обладает низким магнитным сопротивлением, т. е. низким сопротивлением для магнитного потока.

 

Магнитная проницаемость

Магнитная проницаемость материала это мера легкости его намагничивания. Например, ковкое железо и другие электромагнитные материалы, такие, как ферриты, обладают высокой магнитной проницаемостью. Эти материалы применяются в трансформаторах, катушках индуктивности, реле и ферритовых антеннах. В отличие от них немагнитные материалы имеют очень низкую магнитную проницаемость. Магнитные сплавы, такие, как кремнистая сталь, обладают способностью сохранять состояние намагниченности в отсутствие магнитного поля и поэтому применяются в качестве постоянных магнитов в громкоговорителях (динамических головках), магнитоэлектрических измерительных приборах с подвижной катушкой и т. д.

 

Экранирование

Рассмотрим полый цилиндр, помещенный в магнитное поле (рис. 7.16). Если этот цилиндр изготовлен из материала с низким магнитным сопротивлением (магнитомягкого материала), то магнитное поле будет концентрироваться в стенках цилиндра, как показано на рисунке, не попадая в его внутреннюю область.

Рис. 7.16. Магнитное экранирование.

Рис. 7.17. Электростатическое экранирование в трансформаторе.

Следовательно, если в эту область поместить какой-либо предмет, он будет защищен (экранирован) от влияния магнитного поля в окружающем пространстве. Такое экранирование, называемое магнитным экранированием, применяется для защиты от внешних магнитных полей электронно-лучевых трубок, магнитоэлектрических измерительных приборов с подвижной катушкой, динамических головок громкоговорителей и т. п.
В трансформаторах иногда применяется другой тип экранирования, называемый электростатическим или электрическим экранированием. Между первичной и вторичной обмотками трансформатора размещается экран из тонкой медной фольги, как показано на рис. 7.17. При заземлении такого экрана сильно уменьшается влияние емкости между обмотками, которая возникает из-за разности потенциалов этих обмоток. Электростатическое экранирование применяется также в коаксиальных кабелях и всюду, где проводники имеют разные потенциалы и находятся в непосредственной близости друг от друга.

В этом видео рассказывают о том, что такое трансформатор:

Добавить комментарий

Трансформаторы

 

3.6. Трансформаторы

 

Трансформатор – это устройство, служащее для повышения или понижения переменного напряжения без изменения его частоты и практически без потерь мощности. Трансформатор состоит из двух или более катушек, надетых на общий сердечник. Катушка, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а катушка, к которой присоединяется нагрузка (потребители электрической энергии), - вторичной (рис. 3.22). Сердечники трансформаторов изготавливаются из электротехнической стали и набираются из отдельных изолированных друг от друга пластин (для уменьшения потерь энергии вследствие возникновения в сердечнике вихревых токов) – рисунок 3. 23.

Катушки трансформатора, как правило, содержат разное количество витков, причем большее напряжение оказывается приложено к катушке с большим числом витков. Если трансформатор используется для повышения напряжения, то обмотка с меньшим числом витков подключается к источнику напряжения, а к обмотке с большим числом витков присоединяется нагрузка. Для понижения напряжения все делается наоборот. При этом не следует забывать, что подавать на первичную обмотку можно напряжение не больше номинального (того, на которое она рассчитана).

Коэффициентом трансформации называют отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке. Он равен также отношению ЭДС в обмотках.      

При отсутствии потерь в обмотках коэффициент трансформации равен отношению напряжений на зажимах обмоток: k=U1/U2.

Для понижающего трансформатора коэффициент трансформации больше 1, а для повышающего - меньше 1.

Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. При протекании переменного тока через первичную катушку вокруг нее возникает перемененное магнитное поле и магнитный поток, который пронизывает также и вторую катушку. В результате во вторичной катушке появляется вихревое электрическое поле и на ее зажимах возникает ЭДС индукции.

Трансформатор характеризуется коэффициентом полезного действия, равным отношению мощности, выделяющейся во вторичной катушке, к мощности, потребляемой первичной катушкой от сети. У хороших трансформаторов КПД составляет 99 - 99,5%.

Важным свойством трансформатора является его способность преобразовывать сопротивление нагрузки. Рассмотрим трансформатор с КПД приблизительно равным 100%. В этом случае мощность, выделяющаяся во вторичной цепи трансформатора, будет равна мощности, потребляемой первичной обмоткой от источника напряжения. Для такого трансформатора мощность, потребляемая от источника напряжения, будет чисто активной. Мощность в первичной цепи трансформатора P1=(U12)/R1, а во вторичной цепи P2=(U22)/R2.

Так как P1=P2 и U1=kU2 , то R1=k2R2.

Таким образом, нагрузка сопротивлением R2, подключаемая к источнику переменного напряжения через трансформатор, по мощности будет эквивалентна нагрузке сопротивлением R1, подключаемой без трансформатора.

Для регулировки переменного напряжения широко применяются лабораторные автотрансформаторы. Автотрансформаторы рассчитаны на подключение к сети переменного напряжения 220 В или 127 В. Как правило, выходное напряжение автотрансформатора регулируется плавно до 250 В. Принципиальная схема автотрансформатора приведена на рисунке  3.24а, а его устройство

показано на рисунке 3.24 б. Обмотка трансформатора выполнена изолированным проводом в один слой. На участках обмотки, которых касается подвижный контакт с угольной вставкой, изоляция очищена. При перемещении контакта угольная вставка закорачивает виток провода. Однако вследствие небольшого напряжения на одном витке и заметного сопротивления угольной вставки через замкнутый виток протекает допустимый ток.

Первичная обмотка автотрансформатора является частью его вторичной обмотки и поэтому между первичной и вторичной обмоткой трансформатора имеется гальваническая связь. К вторичной обмотке автотрансформатора нельзя непосредственно подключать потребители, один из проводов которых может оказаться соединенным с землей. Такое подключение приведет к аварии или несчастному случаю. При работе с автотрансформатором запрещается заземлять вторичную цепь.

Рассмотрим кратко простейший расчет маломощных трансформаторов бытовой радиоаппаратуры. Мощность трансформатора (в Вт) численно равна квадрату площади (в см2) поперечного сечения среднего стержня магнитопровода. Зная номинальную мощность трансформатора, можно  найти ток в первичной обмотке при номинальной нагрузке во вторичных обмотках. Диаметр провода обмотки выбирается из расчета (2,5-3)А/мм2 поперечного сечения провода. Для стандартных магнитопроводов, применяемых для изготовления трансформаторов, число витков на 1 вольт примерно равно частному от деления 50 на площадь поперечного сечения центрального стержня магнитопровода, выраженную в см2. Однако в зависимости от качества магнитопровода коэффициент может изменяться от 35 до 65.

Полное сопротивление катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником зависит от силы протекающего через нее тока. Сопротивление катушки в зависимости от силы протекающего тока сначала увеличивается, достигает максимального значения, а затем уменьшается. На рисунке 3.25 приведена зависимость тока, протекающего в обмотке ненагруженного трансформатора, от приложенного к ней напряжения (исследован трансформатор источника ВУ-4/36 в режиме повышения напряжения).

Зависимость, приведенную на рисунке 3.25, называют характеристикой холостого хода трансформатора. Нелинейное возрастание тока холостого хода в зависимости от приложенного к первичной обмотке напряжения начинается примерно с 0,8Uном. Номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора выбирают так, чтобы ток холостого хода составлял 5-10% от номинального тока. При напряжении 1,1Uном ток холостого хода не должен превышать 20-25% номинального тока нагруженного трансформатора.

 

 

Понижающий трансформатор

: работа, применение и номинальные характеристики

Трансформатор - это статическое устройство без движущихся частей, которое преобразует электрическую мощность из одной цепи в другую с изменениями напряжения и тока без изменения частоты. Существует два типа трансформаторов, классифицируемых по функциям: повышающий трансформатор и понижающий трансформатор.

Повышающий трансформатор - это устройство, которое преобразует низкое первичное напряжение в высокое вторичное, то есть увеличивает входное напряжение.С другой стороны, понижающий трансформатор понижает входное напряжение, то есть вторичное напряжение меньше первичного.

На следующих изображениях показана простая демонстрация использования трансформаторов (повышающих и понижающих трансформаторов) в типичной системе передачи.

Применение понижающего трансформатора в реальном времени

Напряжение от электростанции или генерирующей станции составляет около 20 кВ. Для передачи этого напряжения на большие расстояния его повышают до 440 кВ с помощью повышающего трансформатора.Это напряжение с повышенными уровнями затем передается на распределительную станцию.

На распределительной станции напряжение 440 кВ снижается до 11 кВ с помощью понижающего трансформатора. Затем напряжение с пониженным уровнем готово для использования потребителем.

Прежде чем перейти к деталям понижающего трансформатора, мы сначала рассмотрим принцип работы трансформатора в целом.

Также прочтите Введение в трансформаторы

Принцип работы трансформатора

Электрический трансформатор работает по принципу взаимной индукции, согласно которому равномерное изменение тока в катушке индуцирует E.М.Ф. в другой катушке, которая индуктивно связана с первой катушкой.

В основном трансформатор состоит из двух катушек с высокой взаимной индуктивностью, которые электрически разделены, но имеют общую магнитную цепь. На следующем рисунке показана основная конструкция трансформатора.

Как работает трансформатор?

Первый набор катушек, который называется первичной катушкой или первичной обмоткой, подключен к источнику переменного напряжения, называемому первичным напряжением.

Другая катушка, которая называется вторичной катушкой или вторичной обмоткой, подключена к нагрузке, и нагрузка потребляет результирующее переменное напряжение (повышенное или пониженное напряжение).

Переменное напряжение на входе возбуждает первичную обмотку, переменный ток циркулирует по обмотке. Переменный ток приведет к появлению переменного магнитного потока, который проходит через железный магнитопровод и завершает свой путь.

Поскольку вторичная обмотка также связана с переменным магнитным потоком, согласно закону Фарадея, E. Во вторичной обмотке наводится МП. Сила напряжения на вторичной обмотке зависит от количества обмоток, через которые проходит поток.

Таким образом, без электрического контакта переменное напряжение в первичной обмотке передается на вторичную обмотку.

ПРИМЕЧАНИЕ : В зависимости от конструкции трансформатора, напряжение на вторичной обмотке трансформатора может быть равным, выше или ниже, чем на первичной обмотке трансформатора, но период времени, когда напряжение i.е. его частота не изменится.

Зависимость напряжения от числа оборотов

Пусть N P будет числом витков катушки в первичной обмотке, а N S будет числом витков катушки во вторичной обмотке.

Если переменное напряжение на первичной стороне трансформатора составляет V P , а переменное напряжение на вторичной стороне трансформатора составляет V S , то соотношение между напряжениями на первичной и вторичной обмотках и количеством витков катушка в первичной и вторичной обмотках представлена ​​следующим образом.

В P / V S = N P / N S

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор - это тип трансформатора, который преобразует высокое напряжение на первичной стороне в низкое напряжение на вторичной стороне.

Если говорить об обмотках катушки, первичная обмотка понижающего трансформатора имеет больше витков, чем вторичная обмотка. На следующем изображении показан типичный понижающий трансформатор.

Пример понижающего трансформатора

Например, рассмотрим следующую ситуацию.Количество витков в первичной обмотке трансформатора составляет 3000, а во вторичной обмотке - 150. Если переменное напряжение на первичной обмотке трансформатора составляет 240 В, то напряжение на вторичной обмотке трансформатора можно рассчитать по следующей формуле: уравнение.

В P / V S = N P / N S

Здесь N P - витки первичной обмотки = 30000

N S - витков вторичной обмотки = 150

В P - напряжение на первичной обмотке трансформатора = 240 В

В S напряжение на вторичной обмотке трансформатора =?

Используя приведенное выше уравнение, V S = (V P * N S ) / N P = 240 * 150/3000 = 12 В

Следовательно, напряжение на вторичной обмотке трансформатора составляет 12 В, что меньше, чем на первичной. Таким образом, трансформатор в этой теме - понижающий трансформатор.

Прочтите этот интересный пост на ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Мощность понижающего трансформатора

Мощность трансформатора измеряется как произведение напряжения и тока. Мощность трансформатора измеряется в вольт-амперах ВА (или киловольт-амперах кВА для больших трансформаторов).

В идеале мощность в любом трансформаторе постоянна, т. Е. Мощность, доступная на вторичной обмотке трансформатора, такая же, как мощность на первичной обмотке трансформатора.

Это применимо даже к понижающему трансформатору. Но поскольку напряжение на вторичной обмотке понижающего трансформатора меньше, чем на первичной обмотке, ток на вторичной обмотке будет увеличиваться, чтобы сбалансировать общую мощность в трансформаторе.

Зависимость тока и напряжения в понижающем трансформаторе

Теперь посмотрим, как это работает. Пусть V P будет напряжением на первичной обмотке, I P будет током на первичной обмотке и P P будет мощностью на первичной стороне трансформатора.

Мы знаем, что мощность можно рассчитать, просто умножив напряжение и ток. Следовательно, мощность на первичной обмотке трансформатора равна

.

P P = V P * I P

Аналогично, пусть V S будет напряжением на вторичной обмотке, I S будет током на вторичной обмотке и P S будет мощностью на вторичной стороне трансформатора.

Мощность на вторичной обмотке трансформатора равна

P S = V S * I S

Поскольку мощность в трансформаторе постоянна, P P = P S .

Это означает, что V P * I P = V S * I S

Поскольку V S меньше, чем V P в понижающем трансформаторе, I S должно быть больше, чем I P . Следовательно, выходное напряжение в понижающем трансформаторе меньше, чем у первичного напряжения, а выходной ток больше, чем входной ток.

Из приведенного выше анализа мы можем определить понижающий трансформатор как устройство, которое преобразует переменный источник высокого напряжения и низкого тока в переменный источник низкого напряжения и высокого тока.

ПРИМЕЧАНИЕ : Приведенный выше расчет мощности предназначен для идеального трансформатора, в котором нет потерь. На практике это будут потери в виде потерь в стали и меди, которые следует учитывать (даже если потери небольшие).

Где используется понижающий трансформатор?

  • Все уличные трансформаторы, которые мы видим возле своих домов, - это понижающие трансформаторы. Они берут переменное напряжение 11 кВ на первичной обмотке и преобразуют его в 230 В для подачи в наши дома.
  • До широкого использования импульсных источников питания почти все настенные низковольтные адаптеры использовали понижающие трансформаторы.

Повышающие и понижающие трансформаторы | Трансформеры

До сих пор мы наблюдали моделирование трансформаторов, в которых первичная и вторичная обмотки имели одинаковую индуктивность, что давало примерно равные уровни напряжения и тока в обеих цепях. Однако равенство напряжения и тока между первичной и вторичной сторонами трансформатора не является нормой для всех трансформаторов.

Если индуктивности двух обмоток не равны, происходит кое-что интересное:

трансформатор
 v1 1 0 ac 10 грех
 rbogus1 1 2 1e-12
 rbogus2 5 0 9e12
 l1 2 0 10000
 l2 3 5 100
 к l1 l2 0,999
 vi1 3 4 ac 0
 rload 4 5 1k
 .ac lin 1 60 60
 .print ac v (2,0) i (v1)
 .print ac v (3,5) i (vi1)
 .конец
 
частота v (2) i (v1)
6.000E + 01 1.000E + 01 9.975E-05 Первичная обмотка

частота v (3,5) i (vi1)
6.000E + 01 9.962E-01 9.962E-04 Вторичная обмотка
 

Обратите внимание, что вторичное напряжение примерно в десять раз меньше первичного (0,9962 вольт по сравнению с 10 вольт), а вторичный ток примерно в десять раз больше (0,9962 мА по сравнению с 0,09975 мА).

У нас есть устройство, которое понижает напряжение на в десять раз, а ток вверх на в десять раз:

Коэффициент трансформации 10: 1 дает соотношение первичного напряжения 10: 1 и соотношение первичного тока вторичного тока 1:10.

Что такое повышающие и понижающие трансформаторы?

Это действительно очень полезное устройство. С его помощью мы можем легко умножить или разделить напряжение и ток в цепях переменного тока. Действительно, трансформатор сделал передачу электроэнергии на большие расстояния реальностью, поскольку напряжение переменного тока может быть «повышено», а ток «понижен» для уменьшения потерь мощности сопротивления проводов вдоль линий электропередач, соединяющих генерирующие станции с нагрузками.

На обоих концах (как на генераторе, так и на нагрузках) уровни напряжения снижаются трансформаторами для более безопасной работы и менее дорогого оборудования.

Трансформатор, который увеличивает напряжение от первичной к вторичной (больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной), называется повышающим трансформатором .

Напротив, трансформатор, предназначенный для работы с точностью до наоборот, называется понижающим трансформатором .

Давайте еще раз рассмотрим фотографию, показанную в предыдущем разделе:

Поперечное сечение трансформатора с первичной и вторичной обмотками имеет высоту несколько дюймов (приблизительно 10 см).

Это понижающий трансформатор, что подтверждается большим числом витков первичной обмотки и малым числом витков вторичной. В качестве понижающего устройства этот трансформатор преобразует низковольтную слаботочную мощность в низковольтную сильноточную мощность.

Провод большего сечения во вторичной обмотке необходим из-за увеличения тока. Первичная обмотка, которая не должна проводить такой большой ток, может быть сделана из провода меньшего сечения.

Обратимость работы трансформатора

В случае, если вам интересно, - можно использовать любой из этих типов трансформаторов в обратном направлении (питание вторичной обмотки от источника переменного тока и обеспечение питания нагрузки первичной обмоткой) для выполнения противоположной функции: может функционировать повышающий как понижение и виза-наоборот.

Однако, как мы видели в первом разделе этой главы, эффективная работа трансформатора требует, чтобы индуктивности отдельных обмоток были спроектированы для определенных рабочих диапазонов напряжения и тока, поэтому, если трансформатор будет использоваться «в обратном направлении», как это должны использоваться в пределах исходных проектных параметров напряжения и тока для каждой обмотки, чтобы они не оказались неэффективными (или чтобы не повредило чрезмерным напряжением или током!).

Этикетки для изготовления трансформаторов
Трансформаторы

часто имеют такую ​​конструкцию, что не очевидно, какие провода ведут к первичной обмотке, а какие - к вторичной. В электроэнергетике для облегчения недоразумений используется одно из условных обозначений «H» для обмотки более высокого напряжения (первичная обмотка в понижающем блоке; вторичная обмотка в повышающем) и «X». обозначения низковольтной обмотки.

Следовательно, у простого силового трансформатора будут провода с маркировкой «H 1 », «H 2 », «X 1 » и «X 2 ». Обычно это важно для нумерации проводов (H 1 по сравнению с H 2 и т. Д.), Что мы рассмотрим немного позже в этой главе.

Практическое значение повышающих и понижающих трансформаторов

Тот факт, что напряжение и ток «скачкообразно изменяются» в противоположных направлениях (одно вверх, другое вниз), имеет смысл, если вспомнить, что мощность равна напряжению, умноженному на ток, и понять, что трансформаторы не могут производить мощность , а только преобразовывают ее. .

Любое устройство, которое может выдавать больше энергии, чем потребляет, нарушит закон сохранения энергии в физике, а именно, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована. Как и в случае с первым рассмотренным нами примером трансформатора, эффективность передачи энергии от первичной к вторичной стороне устройства очень хорошая.

Практическое значение этого становится более очевидным, когда рассматривается альтернатива: до появления эффективных трансформаторов преобразование уровня напряжения / тока могло быть достигнуто только за счет использования двигателей / генераторных установок.

Чертеж моторно-генераторной установки показывает основной принцип: (рисунок ниже)

=

Двигатель-генератор иллюстрирует основной принцип работы трансформатора.

В такой машине двигатель механически соединен с генератором, причем генератор предназначен для выработки требуемых уровней напряжения и тока при скорости вращения двигателя.

Хотя и двигатели, и генераторы являются довольно эффективными устройствами, использование обоих таким образом усугубляет их неэффективность, так что общий КПД находится в диапазоне 90% или меньше.Кроме того, поскольку для двигателей / генераторных установок, очевидно, требуются движущиеся части, механический износ и балансировка являются факторами, влияющими как на срок службы, так и на производительность.

С другой стороны, трансформаторы

способны преобразовывать уровни переменного напряжения и тока с очень высоким КПД без движущихся частей, что делает возможным широкое распространение и использование электроэнергии, которую мы считаем само собой разумеющимся.

Справедливости ради следует отметить, что моторные / генераторные установки не обязательно заменялись трансформаторами для всех приложений .

Хотя трансформаторы явно превосходят мотор-генераторные установки по преобразованию переменного напряжения и уровня тока, они не могут преобразовывать одну частоту переменного тока в другую или (сами по себе) преобразовывать постоянный ток в переменный или наоборот.

Электродвигатели / генераторные установки могут выполнять все эти задачи с относительной простотой, хотя и с уже описанными ограничениями эффективности и механических факторов.

Мотор-генераторные установки также обладают уникальным свойством накопления кинетической энергии: то есть, если подача питания двигателя на мгновение прерывается по какой-либо причине, его угловой момент (инерция этой вращающейся массы) будет поддерживать вращение генератора на короткое время. продолжительность, таким образом изолируя любые нагрузки, питаемые от генератора, от «сбоев» в основной энергосистеме.

Анализ работы повышающего и понижающего трансформатора

Внимательно изучив числа в анализе SPICE, мы должны увидеть соответствие между коэффициентом трансформации трансформатора и двумя индуктивностями. Обратите внимание на то, что первичная катушка индуктивности (l1) имеет в 100 раз большую индуктивность, чем вторичная катушка индуктивности (10000 Гн против 100 Гн), и что измеренный коэффициент понижения напряжения составил от 10 до 1.

Обмотка с большей индуктивностью будет иметь более высокое напряжение и меньший ток, чем другая.

Поскольку две катушки индуктивности намотаны на один и тот же материал сердечника в трансформаторе (для наиболее эффективной магнитной связи между ними), параметры, влияющие на индуктивность двух катушек, равны, за исключением количества витков в каждой катушке.

Если мы еще раз посмотрим на нашу формулу индуктивности, мы увидим, что индуктивность пропорциональна квадрату , числа витков катушки:

Итак, должно быть очевидно, что наши две катушки индуктивности в последней примерной схеме трансформатора SPICE - с отношениями индуктивности 100: 1 - должны иметь отношение витков катушки 10: 1, поскольку 10 в квадрате равняется 100.

Это получается то же соотношение, которое мы обнаружили между первичным и вторичным напряжениями и токами (10: 1), поэтому мы можем сказать, как правило, что коэффициент трансформации напряжения и тока равен отношению витков обмотки между первичной и вторичной обмотками. .

Понижающий трансформатор: (много витков: несколько витков).

Повышающий / понижающий эффект отношения витков обмотки в трансформаторе аналогичен передаточному отношению зубчатых колес в механических зубчатых передачах, преобразуя значения скорости и крутящего момента почти таким же образом:

Редуктор крутящего момента снижает крутящий момент, одновременно увеличивая скорость.

Повышающие и понижающие трансформаторы для целей распределения электроэнергии могут быть гигантскими по сравнению с показанными ранее силовыми трансформаторами, причем некоторые блоки имеют высоту дома. На следующей фотографии показан трансформатор подстанции высотой около двенадцати футов:

Подстанция трансформаторная.

ОБЗОР:

  • Трансформаторы «повышают» или «понижают» напряжение в соответствии с соотношением витков первичной и вторичной обмоток.

  • Трансформатор, предназначенный для увеличения напряжения от первичной до вторичной, называется повышающим трансформатором . Трансформатор, предназначенный для понижения напряжения с первичной обмотки на вторичную, называется понижающим трансформатором .
  • Коэффициент трансформации трансформатора будет равен квадратному корню из отношения его первичной индуктивности к вторичной индуктивности (L).

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Понижающий трансформатор

- принцип работы, уравнения, типы, преимущества и недостатки

Понижающий трансформатор

снижает напряжение и поэтому используется почти во всех бытовых электроприборах.Наша сегодняшняя электроника сильно зависит от этого. В этом посте мы постараемся разобраться, что это такое, принцип его работы, уравнение, типы, преимущества и недостатки.

Что такое понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор - это устройство, преобразующее высокое первичное напряжение в низкое вторичное напряжение. В понижающем трансформаторе первичная обмотка катушки имеет больше витков, чем вторичная обмотка. На рисунке 1 ниже показано изображение обмотки типичного понижающего трансформатора.

Рис.1: Изображение обмоток понижающего трансформатора

Принцип работы понижающего трансформатора

Трансформатор работает по принципу «закона электромагнитной индукции Фарадея». Взаимная индукция между обмотками отвечает за передачу сигнала в трансформаторе.

Закон Фарадея гласит, что «когда магнитный поток, связывающий цепь, изменяется, в цепи индуцируется электродвижущая сила, пропорциональная скорости изменения магнитной связи».

ЭДС (электродвижущая сила), индуцированная между двумя обмотками, определяется количеством витков в первичной и вторичной обмотках соответственно. Это передаточное число называется передаточным числом .

Способность понижающих трансформаторов понижать напряжение зависит от соотношения витков первичной и вторичной обмоток. Поскольку количество обмоток во вторичной обмотке меньше по сравнению с количеством обмоток в первичной обмотке, количество магнитной связи со вторичной обмоткой трансформатора также будет меньше по сравнению с первичной обмоткой.

Соответственно, наведенная ЭДС во вторичной обмотке будет меньше. За счет этого на вторичной обмотке снижается напряжение по сравнению с первичной обмоткой

.

Уравнение понижающего трансформатора

Формула, используемая для разработки понижающего трансформатора:

Где,

  • Ns = количество витков вторичной обмотки
  • Np = количество витков первичной обмотки
  • Вс = Напряжение на вторичной обмотке
  • Vp = напряжение в первичной обмотке

Число витков вторичной обмотки всегда должно быть меньше числа витков первичной обмотки трансформатора i. e Np > Ns для работы трансформатора как «понижающего трансформатора».

Поскольку количество витков во вторичной обмотке будет меньше, общая наведенная ЭДС будет и, следовательно, выходное напряжение во вторичной обмотке также будет меньше, чем входное напряжение первичной обмотки.

Давайте разберемся, рассмотрев ситуацию с понижающим трансформатором, в котором число витков вторичной обмотки [Ns] равно 250, число витков первичной обмотки [Np] равно 5000, а входное напряжение [Vp] составляет 240. Тогда напряжение на вторичной обмотке [Vs] может рассчитывается по формуле:

Купим переставив уравнение получаем:

Следовательно, напряжение на вторичной обмотке трансформатора составляет 12 В, что меньше, чем на первичной обмотке.Следовательно, трансформатор называется понижающим трансформатором.

Типы понижающего трансформатора

Понижающие трансформаторы

можно разделить на три категории на основе ответвлений во вторичной обмотке. Их:

  • Однофазный понижающий трансформатор
  • Понижающий трансформатор с центральным отводом
  • Многоканальный понижающий трансформатор

Однофазный понижающий трансформатор

Используется для понижения номинального тока и входного напряжения, дает низкое напряжение и выходной ток.

Ex: 12 В переменного тока.

Рис. 2 - Символ и физический вид однофазного понижающего трансформатора

Понижающий трансформатор с центральным отводом

Понижающие трансформаторы этого типа будут иметь одну первичную обмотку и центральный разделитель вторичной обмотки, с помощью которого он выдает выходное напряжение с центральной точкой.

Пример: 12в-0-12в.

Рис. 3 - Символ и физический вид понижающего трансформатора с центральным отводом

Многоканальный понижающий трансформатор

Этот тип понижающих трансформаторов имеет несколько ответвлений вторичной обмотки. Многократное нажатие используется для получения желаемого переменного выхода с вторичными катушками.

Пример: 0-12 В, 0-18 В.

Рис. 4 - Символ и физический вид многозадачного понижающего трансформатора

Применения понижающего трансформатора

Различные области применения понижающих трансформаторов:

  • В основные адаптеры и зарядные устройства для сотовых телефонов, стереосистем и проигрывателей компакт-дисков
  • Для понижения уровня напряжения в ЛЭП
  • В сварочных аппаратах за счет снижения напряжения и увеличения тока.
  • В телевизорах, стабилизаторах напряжения, инверторах и т. Д.

Преимущества понижающего трансформатора

Преимущества понижающих трансформаторов следующие:

  • Полезно для понижения напряжения, что упрощает и удешевляет передачу электроэнергии
  • КПД более 99%
  • Обеспечивает различные требования к напряжению
  • Низкая стоимость
  • Высокая надежность
  • Высокая прочность

Недостатки понижающего трансформатора

Недостатки понижающих трансформаторов следующие:

  • Требуется частое техническое обслуживание, отказ которого может привести к повреждению трансформатора
  • Неустойчивость затрат на сырье
  • Устранение неисправности требует больше времени

Роль понижающего трансформатора в передаче напряжения

Фиг. 5 - Цепь распределения напряжения с использованием трансформатора

На электростанциях электричество переменного тока генерируется при почти низком пиковом напряжении около 440 В. Обычный конечный пользователь использует напряжение от 220 до 240 В для дома и бизнеса. Сгенерированное выходное напряжение электростанции передается на повышающий трансформатор, который увеличивает его пиковое напряжение с нескольких сотен вольт до нескольких киловольт.

Выход повышающего трансформатора подается на линию передачи высокого напряжения, которая транспортирует мощность / электричество на большие расстояния.Это сделано для уменьшения падения напряжения. Как только эта мощность достигает точки потребления / конечной подстанции, с помощью понижающего трансформатора она снижается до желаемого значения, то есть 220-240 В.

  Также читают:
  Однопереходный транзистор (UJT) - конструкция, работа, характеристики и применение
Технология сотовой связи для телефонов 5G - рабочая архитектура, характеристики, преимущества и недостатки 

Megha - это MTech для проектирования СБИС и встроенных систем. Она имеет опыт проектирования ПЛИС и в прошлом доцент инженерного колледжа KSIT, Бангалор. Она автор, редактор и партнер Electricalfundablog.

Все, что нужно знать о понижающем трансформаторе

Трансформатор - это устройство, которое способствует изменению напряжения в электронной цепи переменного тока. Они используются во многих электрических и электронных устройствах. Эти трансформаторы различаются по конструкции и принципу действия.Существует два очень общих типа трансформаторов: повышающие и понижающие трансформаторы. Из этих двух типов понижающие трансформаторы - одни из самых популярных. Итак, что такое понижающий трансформатор напряжения? Этот пост познакомит вас с этим трансформатором и принципами его работы.

Понижающий трансформатор напряжения Обсуждается в Бриф

Это просто устройство, которое понижает или понижает входное напряжение на заданный коэффициент, так что вторичное напряжение становится ниже первичного. Это важно в случае распределения электроэнергии, когда напряжение от электростанции подается на подключенные электрические станции и сеть. Понижающий трансформатор работает синхронно с системой распределения электроэнергии, принимая гораздо более высокое напряжение электростанции и понижая его до напряжений, которые могут использоваться во всех видах электрических устройств. Снижение уровней напряжения важно при распределении энергии, поставляемой электростанциями и распределяемой между конечными пользователями.

Как работает Понижающий трансформатор напряжения работает?

В основном понижающий трансформатор работает на основном принципе электромагнитной индукции. Согласно первому закону электромагнитной индукции Фарадея, проводник, помещенный в изменяющееся электромагнитное поле, будет видеть наведенный ток в зависимости от скорости изменения потока. Поскольку трансформатор состоит из двух катушек, первичной и вторичной обмоток, они имеют высокую взаимную индукцию и общее магнитное поле. Таким образом, первичная обмотка может наводить ток во вторичной обмотке.

Что включает понижающий трансформатор напряжения?

Понижающий трансформатор напряжения состоит из первичной и вторичной обмоток и магнитопровода. Первичная катушка имеет больше витков, чем вторичная катушка. Эти катушки в основном изготавливаются из медных или алюминиевых проводников. Вот несколько советов, которые вы должны учитывать:

  • Первичная обмотка подключена к первичному напряжению, а вторичная обмотка - к нагрузке, которая потребляет результирующее пониженное напряжение / ток.
  • Приложенное переменное напряжение дает толчок первичной обмотке. Переменный ток в первичной обмотке индуцирует поток в магнитном сердечнике, вокруг которого намотана первичная обмотка.
  • Общий переменный магнитный поток, который теперь также проходит через центр вторичной обмотки, теперь индуцирует ток в проводе вторичной обмотки.
  • Уровень напряжения вторичной обмотки зависит от количества обмоток, через которые проходит поток. Число витков первичной обмотки и число витков вторичной обмотки дают результирующее соотношение витков, при котором напряжение понижается.
  • Мы знаем, что ток прямо пропорционален напряжению. Таким образом, ток во вторичной катушке обычно выше из-за более низкого напряжения (при том же уровне мощности). Это означает, что ток в первичной катушке обычно меньше.

Трансформаторы широко используются в производстве, передаче и распределении электроэнергии. Кроме того, они используются для обеспечения электрической изоляции в таких устройствах, как дверной звонок, в целях безопасности. Они также помогают управлять двигателем в различных электрических и электронных устройствах.

Custom Coils - известный производитель трансформаторов мирового класса всех типов. Компания предлагает понижающие трансформаторы напряжения в различных конфигурациях, чтобы помочь вам удовлетворить ваши требования.

Все, что вам нужно знать о понижающем трансформаторе, последнее изменение: 21 августа 2020 г. , автор: gt stepp

О gt stepp

GT Stepp - инженер-электрик с более чем 20-летним опытом работы, опытный в исследованиях, оценке, тестирование и поддержка различных технологий.Посвящен успеху; включая сильные аналитические, организационные и технические навыки. В настоящее время работает менеджером по продажам и операциям в Custom Coils, разрабатывая стратегии продаж и маркетинга, которые увеличивают продажи, чтобы сделать Custom Coils более узнаваемыми и уважаемыми на рынке.

Что такое понижающий трансформатор?

Трансформатор - это пассивное устройство, которое преобразует уровень напряжения из высокого в низкий или из низкого в высокий. Трансформатор, который преобразует мощность высокого напряжения в мощность низкого напряжения, называется понижающим трансформатором, а трансформатор, преобразующий низкое напряжение в высокое, называется повышающим трансформатором.

Трансформатор работает по принципу взаимной индукции, также известному как закон электромагнитной индукции Фарадея, который утверждает, что величина напряжения прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Чтобы получить более полное представление о характеристиках трансформатора, давайте разберемся с его основами.

Взаимная индукция

Это означает, что ток индуцируется в катушке, когда она приближается к катушке с током, имеющей переменный магнитный поток.Этот индуцированный ток прямо пропорционален скорости изменения тока.

Закон Фарадея

Согласно закону Фарадея, любое изменение магнитного поля возле катушки или проводника приводит к возникновению электродвижущей силы (ЭДС), которая индуцируется внутри катушки из-за изменения магнитного потока.

Строительство

Трансформатор состоит из следующих основных частей:

Ядро

Катушки, намотанные на определенный материал, вместе образуют сердечник трансформатора.Эти сердечники изготовлены из очень проницаемого материала, способного переносить флюс. Сердечник трансформатора действует как путь или канал для легкого прохождения магнитного потока. Эти сердечники изготовлены с использованием ферромагнитных материалов с высокой проницаемостью, таких как железо.

В трансформаторах мы используем тонкие листы металлического железа вместо одного сплошного сердечника, потому что одиночный сплошной сердечник вызывает большее образование вихревых токов, и это снижает эффективность трансформатора.

Обмотка

Трансформаторы намотаны проводами, называемыми катушками.Здесь мы используем провода с меньшим сопротивлением и хорошей проводимостью, что необходимо для получения хорошего КПД от трансформатора. Как правило, медь используется в обмотке трансформатора, поскольку она имеет хорошую электропроводность и очень низкое сопротивление по сравнению с другими. Это также не дорого, как золото, серебро и платина.

рабочая

Трансформатор работает по принципу взаимной индукции. Таким образом, когда происходит изменение тока одной катушки, электрический ток также индуцируется в другой катушке, находящейся поблизости.

Каждый трансформатор состоит из двух катушек или обмоток: первичной и вторичной. Первичная обмотка подключена к источнику переменного тока, а вторичная - к нагрузке. Когда переменный ток подается на первичную обмотку катушки, создается магнитный поток. Магнитное поле проходит через сердечник трансформатора. Когда вторичная обмотка входит в контакт с этим магнитным потоком, на ней наводится ЭДС. Сила генерируемой ЭДС зависит от количества витков в обмотке вторичной катушки.

N1> N2

где, N1 = количество витков в 1-й катушке

N2 = количество витков во 2-й катушке

Соотношение между напряжением и количеством витков в катушке:

Впик. / Всс = Nп / нс

где, Vp = напряжение в первичной обмотке

Вс = напряжение вторичной обмотки

Np = количество витков в первичной обмотке

Нс = количество витков вторичной обмотки

Понижающий трансформатор

Что такое понижающий трансформатор?

Трансформатор, имеющий большее количество витков в первичной обмотке и меньшее количество витков во вторичной обмотке, называется понижающим трансформатором. Таким образом, как мы можем видеть из предыдущего уравнения для связи между количеством витков в обмотке и напряжением, если количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной, то ЭДС, генерируемая во вторичной обмотке, меньше, чем первичная Вход.

Следовательно, мы получаем меньшее напряжение во вторичной обмотке понижающего трансформатора. Как видно из названия, понижающий трансформатор используется для преобразования мощности более высокого напряжения в мощность более низкого напряжения.

Теперь давайте разберемся с описанным выше процессом на примере.Предположим, у нас есть источник переменного тока, который может производить 210 В. Если мы используем трансформатор, имеющий Np (количество витков в первичной катушке) = 20000 и Ns (количество витков во вторичной обмотке) = 100, тогда Vs (напряжение на вторичной катушке) ) дается

Vs = (Vp * Ns) / Np

Поместите указанные выше значения в это уравнение, чтобы рассчитать напряжение на вторичной обмотке. Я оставил эту работу тебе. Укажите правильное значение в комментариях.

Типы понижающих трансформаторов

  1. однофазные понижающие трансформаторы
  2. Понижающие трансформаторы средней фазы
  3. Многоступенчатые понижающие трансформаторы

Применение понижающего трансформатора

Понижающие трансформаторы

используются в адаптерах питания и выпрямителях для эффективного снижения напряжения.Они также используются в электронных ИИП.

Другие приложения включают:

  • Линии электропередачи
  • Сварочные аппараты
  • Стабилизаторы и инверторы напряжения

Преимущества понижающих трансформаторов

  • Понижающие трансформаторы очень эффективны и могут давать желаемую мощность с КПД до 99%.
  • Мы можем легко получить желаемое выходное напряжение без больших потерь мощности.
  • Они дешевле и надежнее.
  • Их можно использовать для обеспечения высоких токов и низких напряжений.

Объясняя основы трансформаторов

Как работают трансформаторы

Важно помнить, что трансформаторы не вырабатывают электроэнергию; они передают электроэнергию от одной цепи переменного тока к другому с помощью магнитной муфты.Сердечник трансформатора используется для обеспечения контролируемого пути для генерируемого магнитного потока. в трансформаторе током, протекающим через обмотки, также известные как катушки.
Основной трансформатор состоит из четырех первичных частей. Детали включают входное соединение, выходное соединение, обмотки или катушки и сердечник.
  • Входные соединения - Входная сторона трансформатора называется первичной стороной , потому что основная электрическая мощность, которую нужно изменить, подключается в этот момент.
  • Выходные соединения - Сторона выхода или вторичная сторона трансформатора - это то место, куда подается электрическая мощность к нагрузке. В зависимости от требований нагрузки поступающая электрическая мощность либо увеличивается, либо уменьшается.
  • Обмотка - Трансформаторы имеют две обмотки, первичную и вторичную. Первичная обмотка катушка, которая потребляет энергию от источника.Вторичная обмотка - это катушка, которая передает энергию на преобразованный или изменил напряжение на нагрузку. Обычно эти две катушки подразделяются на несколько катушек, чтобы уменьшить создание магнитного потока.
  • Core - Сердечник трансформатора используется для обеспечения контролируемого пути для магнитного потока, генерируемого в трансформаторе. Сердечник, как правило, представляет собой не сплошной стальной стержень, а конструкцию из множества тонких ламинированных стальных листов или слоев. Этот конструкция используется, чтобы помочь устранить и уменьшить нагрев.
    Трансформаторы обычно имеют один из двух типов сердечников: тип сердечника и тип оболочки. Эти два типа отличаются друг от друга по способу размещения первичной и вторичной обмоток вокруг стального сердечника.
    • Тип сердечника - У этого типа обмотки окружают многослойный сердечник.
    • Тип оболочки - В этом типе обмотки окружены ламинированным сердечником.
Когда на первичную обмотку подается входное напряжение, в первичной обмотке начинает течь переменный ток. Поскольку нынешний течет, в сердечнике трансформатора создается изменяющееся магнитное поле. Поскольку это магнитное поле пересекает вторичную обмотку, во вторичной обмотке создается переменное напряжение.
Соотношение между количеством фактических витков провода в каждой катушке является ключом к определению типа трансформатора и того, что выходное напряжение будет. Соотношение между выходным напряжением и входным напряжением такое же, как отношение количества витков между две обмотки.
Выходное напряжение трансформатора выше входного, если вторичная обмотка имеет больше витков провода, чем первичная. обмотка.Выходное напряжение повышается и считается «повышающим трансформатором». Если у вторичной обмотки меньше витков чем первичная обмотка, выходное напряжение ниже. Это «понижающий трансформатор».

Разница между повышающим и понижающим трансформатором: краткое руководство - блог промышленного производства

Трансформатор - это электрическое устройство, необходимое в промышленности для регулировки изменений напряжения источника питания. Он преобразует электрическую мощность из одной цепи в другую с изменениями напряжения и тока без изменения частоты.Повышение напряжения для передачи и снижение напряжения для использования может быть достигнуто только с помощью повышающего и понижающего трансформатора.

Повышающие и понижающие трансформаторы - это две категории трансформаторов, разделенных на категории в зависимости от их функции. Необходимо знать разницу между повышающим и понижающим трансформатором, так как неправильное использование повышающего или понижающего трансформатора может повлиять и разрушить ваши устройства, а также может вызвать серьезные проблемы. Прочтите этот новый блог на Linquip, чтобы узнать о них больше.

Повышающий трансформатор

Во-первых, давайте разберемся с основным определением каждого трансформатора.

Когда напряжение на выходе повышается, трансформатор называется повышающим трансформатором. Повышающий трансформатор снижает выходной ток для поддержания одинаковой входной и выходной мощности системы. Способность повышающих трансформаторов к снижению напряжения зависит от отношения числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки.

Этот трансформатор имеет две обмотки, первичную и вторичную. Этот вид трансформатора в основном находит применение в приложениях для передающих и электростанций. Обычно он используется как пускатель электродвигателя. Для запуска двигателя требуется большое напряжение. Он находит применение в электрических и электронных устройствах. Кроме того, если вы приобрели какой-либо электроприбор из страны, в которой напряжение питания выше, чем ограниченное напряжение устройства, вам необходимо использовать повышающий трансформатор для преобразования вашего напряжения до уровня, подходящего для данного устройства.

Подробнее о Linquip

Типы трансформаторов: статья о различиях конструкции и конструкции трансформаторов

Понижающий трансформатор

Энергетические компании передают электроэнергию под высоким напряжением, чтобы уменьшить потери энергии, но высокое напряжение не является полезным или безопасным для большинства потребителей. Линии высокого напряжения подключены к подстанциям, имеющим понижающие трансформаторы, которые снижают напряжение почти для всех бытовых, электроприборов и коммерческих пользователей.Понижающий трансформатор снижает выходное напряжение или, другими словами, преобразует мощность высокого напряжения с низким током в мощность с низким напряжением и высоким током.

Понижающая способность понижающих трансформаторов зависит от соотношения витков первичной и вторичной обмоток. Как только линии электропередач достигают уровня жилых кварталов, напряжение дополнительно снижается для домашнего использования. В понижающем трансформаторе первичная обмотка катушки имеет больше витков, чем вторичная обмотка.Он находит применение в телевизорах, инверторах, стабилизаторах напряжения, а также в основных адаптерах и зарядных устройствах для сотовых телефонов, проигрывателей компакт-дисков и стереосистем.

Повышающий и понижающий трансформатор

Автономный или изолированный трансформатор нельзя назвать повышающим или понижающим трансформатором. Таким образом, нет разницы между повышающим и понижающим трансформатором с точки зрения конструкции сердечника, конструкции обмотки и принципа работы. Фактически, трансформатор можно назвать повышающим или понижающим только тогда, когда он введен в эксплуатацию.Но с точки зрения эксплуатации, да, между ними есть некоторая разница. Некоторые различия описаны ниже с учетом факторов: применение, выходное напряжение, обмотка, количество витков и т. Д.

Заявка
  • Повышающий трансформатор обычно используется для передачи энергии. Примеры: электростанции, рентгеновские аппараты, микроволновые печи и т. Д.
  • Понижающий трансформатор находит применение в распределении электроэнергии. Примеры: трансформатор в жилых помещениях, дверной звонок, преобразователь напряжения и т. Д.

Выходное напряжение
  • Выходное напряжение повышающего трансформатора больше, чем напряжение источника.
  • Выходное напряжение понижающего трансформатора меньше напряжения источника.

Вторичная и первичная обмотки
  • В повышающем трансформаторе первичная обмотка состоит из толстого изолированного медного провода, а вторичная - из тонкого изолированного медного провода.
  • В понижающем трансформаторе выходной ток большой, поэтому для создания вторичной обмотки используется толстый изолированный медный провод.

Обмотка напряжения
  • В повышающем трансформаторе обмотка высокого напряжения является вторичной обмоткой, а обмотка низкого напряжения - первичной обмоткой.
  • В понижающем трансформаторе обмотка низкого напряжения является вторичной обмоткой.

Магнитное поле
  • В повышающем трансформаторе ток и магнитное поле менее развиты во вторичной обмотке и сильно развиты в первичной обмотке.
  • В понижающем трансформаторе напряжение на концах вторичной обмотки низкое, и поэтому ток и магнитное поле высокие.

Обмотка витков
  • В повышающем трансформаторе количество витков вторичной обмотки больше, чем витков первичной обмотки.
  • В понижающем трансформаторе количество витков в первичной обмотке больше, чем во вторичной обмотке.

Номинальное выходное напряжение
  • Повышающий трансформатор увеличивает напряжение от 220 до 11 кВ или выше.
  • Понижающий трансформатор снижает напряжение с 440 до 220 В, 220 до 110 В или с 110 до 24 В, 20 В, 10 В и т. Д.

Что следует помнить :

Тот же трансформатор может использоваться как повышающий или понижающий трансформатор. Это зависит от того, каким образом он включен в схему. Если входное питание подается на обмотку низкого напряжения, то она становится повышающим трансформатором. В качестве альтернативы, если питание подается на обмотку высокого напряжения, трансформатор становится понижающим.

И это все! Теперь, когда вы знаете разницу между понижающим и повышающим трансформаторами, вы можете определить, какой тип трансформатора вам потребуется.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *