Какво е трансформатор - е устройство, способно да променя променливото напрежение

Въпросът за това какво е трансформатор за опитни и дори начинаещи електротехници е съвсем прост. Но обикновените хора, които не са приятели с електротехник, дори не знаят как изглежда трансформатор, защо е необходим и още повече, не са наясно с неговия дизайн и принцип на действие. Следователно, в тази статия ще се занимаем с това устройство, разгледайте въпроса, възможно ли е да направите трансформатор със собствените си ръце и т.н. И така, трансформаторът е електромагнитно устройство, което може да промени променливотоковото напрежение (увеличаване или намаляване).

Токови трансформатори

Устройство и принцип на действие

И така, дизайнът на трансформатора е съвсем прост и се състои от сърцевина и две намотки от медна жица. Принципът на действие се основава на електромагнитна индукция. За да разберете как работи това устройство, помислете как магнитното поле, образувано в намотките (намотките) на устройството, променя индикатора на напрежението.

Електрическият ток, подаван към първата намотка (той е променлив, следователно се променя по посока и величина), образува магнитно поле в намотката (тя също е променлива). На свой ред магнитното поле генерира електрически ток във втората намотка. Такъв странен обмен на параметри. Но точно така, промяна на напрежението няма да се случи, зависи от това колко оборота на медна тел във всяка намотка. Разбира се, големината на промяната в магнитното поле (скоростта) също влияе върху величината на напрежението.

Що се отнася до броя на завъртанията, се получава така:

ако броят на завъртанията в първичната намотка е повече, отколкото във вторичната, тогава това е понижаващ трансформатор;
и обратно, ако броят на завъртанията във вторичната намотка е по-голям от този в първичната, тогава това е усилващо трансформаторно устройство.

Следователно има формула, която определя така нареченото съотношение на трансформация. Ето я:

k = w1/w2, където w е броят на завъртанията в бобината със съответния номер.

Внимание! Всеки трансформатор може да бъде както понижаващ, така и увеличаващ се, всичко зависи от това към коя намотка (бобина) е свързан захранващият кабел за променлив ток.

И още една точка относно устройството. Това е сърцевината на трансформатора. Работата е там, че има различни видове това устройство, в което ядрото присъства или липсва.

Така че, при тези типове, при които ядрото на трансформатора отсъства или е направено от ферит или алсифер, те се наричат високочестотни (над 100 kHz).
Устройства със стоманена, феритна или пермалоена сърцевина - ниска честота (под 100 kHz).

Символи и опции

Когато купувате трансформатор, трябва да разберете какво пише на тялото му или в придружаващите документи. В края на краищата има определена маркировка на трансформаторите, която определя неговата цел. Основното нещо, на което трябва да обърнете внимание, е до каква степен това устройство може да намали напрежението. Например 220/24 показва, че изходът ще бъде ток от 24 волта.

Но буквените обозначения най-често говорят за типа устройство. Между другото, имам предвид буквите след цифрите. Например, O или T е съответно една или три фази. Същото може да се каже за броя на намотките, вида на охлаждането, метода и мястото на монтаж (вътрешни, външни и т.н.).

Декодиране на маркировка на трансформатор

Що се отнася до параметрите на трансформатора, има определен стандартен диапазон, който определя характеристиките на устройството. Има няколко от тях:

Напрежение на първичната намотка.
Напрежение на вторичната намотка.
Първичен ток.
Вторичен ток.
Общата мощност на устройството.
Съотношение на трансформация.
Ефективност.
Мощност и коефициент на натоварване.

Има така наречената външна характеристика на трансформатора. Това е зависимостта на вторичното напрежение от вторичния ток, при условие че токът на първичната намотка е номинален и cos φ = const. По прост начин - колкото по-голям е токът, толкова по-ниско е напрежението. Вярно е, че вторият параметър се променя само с няколко процента. В този случай външната характеристика на трансформатора се определя от относителни характеристики, а именно от коефициента на натоварване, който се определя по формулата:

Обозначение на диаграмите

K = I2/I2n, където вторият показател за якост е токът при номинално напрежение.

Разбира се, характеристиките на трансформатора са доста голям брой всякакви индикатори, от които зависи работата на самото устройство. Тук както загубите на мощност, така и вътрешното съпротивление в намотката.

Как да го направите сами

И така, как сами да направите трансформатор? Познавайки принципа на действие на инсталацията и нейните конструктивни характеристики, можете да сглобите най-простия апарат със собствените си ръце. За да направите това, имате нужда от всеки метален пръстен, на който трябва да навиете две секции на намотката. Най-важното е, че намотките не трябва да се допират една до друга и мястото на тяхното навиване не зависи конкретно от тяхното местоположение. Тоест те могат да бъдат поставени една срещу друга или една до друга. Важно - дори малко разстояние между тях.

Внимание! Трансформаторът работи само с променливотоково захранване. Затова не свързвайте батерия или акумулатор към вашето устройство, където има постоянен ток. Няма да работи от тези източници на електричество.

Както бе споменато по-горе, броят на завъртанията в намотките определя кое устройство сглобявате - стъпка надолу или стъпка нагоре. Например, ако съберете 1200 оборота на първичната намотка и само 10 на вторичната, тогава ще получите напрежение от 2 волта на изхода. Разбира се, когато свързвате първичната намотка към напрежение 220-240 волта. Ако фазирането на трансформатора се промени, тоест да се свържат 220 волта към вторичната намотка, тогава на изхода на първичната ще се получи ток от 2000 волта. Тоест, към предназначението на трансформатора трябва да се подхожда внимателно, като се има предвид същото съотношение на трансформация.

Как да се свържете правилно

Що се отнася до инсталирането на трансформатор, особено неговия понижаващ тип в ежедневието у дома, трябва да знаете някои от нюансите на процеса.

Първо, това се отнася до самото устройство. Когато инсталирате трансформатор, понякога става необходимо да свържете не един потребител, а няколко наведнъж. Затова обърнете внимание на броя на изходните клеми. Разбира се, трябва да знаете, че общата консумация на енергия на потребителите не трябва да бъде по-голяма от мощността на самото трансформаторно устройство. Във всеки случай експертите препоръчват вторият показател винаги да е с 15-20% по-висок от първия.
На второ място, трансформаторът е свързан чрез електрическо окабеляване. Така че дължината му както преди, така и след устройството не трябва да е много голяма. Например, понижаващо устройство за LED осветление включва наличие на окабеляване от него към лампите не повече от два метра. Това ще избегне големи загуби на мощност.

Схема за свързване на понижаващ трансформатор

Внимание! Невъзможно е да се извърши процесът на монтиране на трансформатора, дори ако консумираната мощност на потребителите е по-малка от мощността на самия блок.

Трето, мястото за инсталиране на електрическото понижаващо устройство трябва да бъде избрано правилно. Най-важното е, че до него винаги може лесно да се стигне, особено когато има нужда от демонтаж със следващата подмяна и монтаж на трансформатора. Следователно, преди да свържете трансформатора, трябва да вземете решение за мястото му на инсталиране.

Еквивалентна схема

Само няколко думи за това какво представлява трансформаторна еквивалентна схема. Като начало двете намотки са свързани помежду си с магнитно поле, така че е много трудно да се анализира работата на трансформатора и още повече неговите характеристики. Следователно за тези цели самото устройство се заменя с модел, който се нарича еквивалентна схема на трансформатора.

Всъщност всичко се превежда на математическо ниво или по-точно на уравнения (токове и електрически състояния). Тук е важно всички уравнения, свързани с устройството и неговия модел, да са еднакви. Между другото, за мнозина еквивалентната схема на трансформатора е доста сложна, следователно има опростена версия, в която няма ток на празен ход, тъй като тя представлява малка част.

Фазовото преобразуване на трансформатор е тест на неговите изходи, когато няколко устройства са свързани паралелно в една верига. В крайна сметка, предпоставка за ефективната работа на веригата при липса на големи загуби на мощност е правилното свързване на фазите помежду си, така че да се образува затворен контур.

Ако фазите не съвпадат, тогава мощността пада и натоварването се увеличава. Ако фазовата последователност не съвпада, ще настъпи късо съединение.

Заключение по темата

И така, беше направен малък преглед на всичко, свързано с трансформаторните инсталации, така че ще приемем, че въпросът защо са необходими трансформатори е изчерпан, макар и не напълно. За това устройство можем да говорим дълго време. Например, най-простите опции: как да разглобите трансформатор, как да го позвъните, как да го свържете или демонтирате сами у дома.