Treść
- 1. Co to jest transformator elektryczny?
- 2. Historia związana z Transformatory
- 3. Podstawowa budowa transformatorów elektrycznych
- 4. Budowa transformatorów elektrycznych
- 5. Biegunowość transformatorów elektrycznych
- 6. Stosunek obrotów transformatorów elektrycznych
- 7. Co robi transformator?
- 8. Zastosowanie transformatora
- 9. Zalety i wady stosowania transformatorów
Co to jest transformator elektryczny?
Jak sama nazwa wskazuje, transformator elektryczny przekazuje energię. Formalna definicja transformatora będzie wyglądać następująco:
„Jest to urządzenie, które przenosi energię elektryczną między obwodami elektrycznymi”.
To urządzenie pasywne. Wykorzystuje prawo Faradaya do przesyłania energii bez kontaktu metalowego. Transformatory elektryczne są jednym z przydatnych i potrzebnych urządzeń do rozdziału mocy.
Historia związana z transformatorami
Miksa Deri, Otto Blathy i Karoly Zipernowsky są uważani za pierwszych projektantów pierwszego transformatora. Wdrożyli również transformator do systemów komercyjnych. Chociaż prawo indukcji zostało nadane przez Faradaya w 1830 roku i wielebnego. Cewka indukcyjna została wynaleziona przez Nicholasa Callana w 1836 roku. W międzyczasie Thomas Alva Edison wpadł na pomysł żarówki elektrycznej w 1882 roku.
Podstawowa budowa transformatora elektrycznegos
Jednofazowy transformator elektryczny składa się z trzech głównych elementów. Są to - uzwojenia pierwotne, uzwojenia wtórne i rdzeń magnetyczny.
- Uzwojenia pierwotne - To ta część, która jest związana ze źródłem. Składa się z cewek drutu. Początkowo wytwarza się tutaj strumień magnetyczny.
- Uzwojenia wtórne - To jest część, która jest połączona z obciążeniem. Składa się również z cewek. Istnieje współczynnik zwojów, który określa liczbę zwojów drutu, aby wykonać cewki obu uzwojeń. Jak wspomniano wcześniej, nie ma metalowego połączenia między uzwojeniami pierwotnymi i wtórnymi.
- Rdzeń magnetyczny - To żelazna konstrukcja owija zarówno uzwojenie pierwotne, jak i wtórne. Jest to rdzeń z miękkiego żelaza, złożony z małych elementów w celu zmniejszenia strat w rdzeniu.
Budownictwo transformatorów elektrycznych
Konstrukcja transformatorów elektrycznych zależy od tego, w jaki sposób uzwojenia pierwotne i wtórne są owinięte wokół konstrukcji żelaznego rdzenia.
Istnieją dwie kategorie transformatorów. Jeden jest typu zamkniętego, a drugi typu Shell-core.
A. Transformator z zamkniętym rdzeniem -
- Tutaj oba uzwojenia są owinięte od zewnątrz rdzenia. (Oba uzwojenia oznacza - Uzwojenia pierwotne i Uzwojenia wtórne). W tej konstrukcji uzwojenia owijają wszystkie nogi rdzenia. Połowa uzwojeń pierwotnych i połowa uzwojeń wtórnych jest utrzymywana na innych gęsto na każdej nodze. Strumień magnetyczny przechodzi przez ten proces i zwiększa sprzężenie magnetyczne. Ten typ transformatora ma wadę, znaną jako - „strumień wycieku".
B. Transformator rdzenia powłoki -
- W tym typie zarówno uzwojenie pierwotne, jak i wtórne znajdują się wewnątrz żelaznego rdzenia. Tutaj żelazny rdzeń tworzy strukturę przypominającą skorupę uzwojeń, dlatego jest znany jako Transformator rdzeniowy powłoki. Uzwojenia mają tę samą środkową nogę, która ma dwukrotnie większy przekrój niż zewnętrzne nogi. Ten typ transformatorów rozwiązuje problem „strumienia upływu”.
- Uzwojenia: Uzwojenia są częścią przewodzącą prąd transformatora. Do wykonania cewki uzwojenia używany jest głównie drut miedziany lub aluminiowy. Cewki i uzwojenia transformatorów można podzielić na dwie główne kategorie. Oni są - Cewki koncentryczne i Cewki kanapkowe. Cewki typu sandwich są zwykle używane w transformatorach typu Shell. Alternatywne dyski mają kształt spiralny.
- Istnieją również Spiralne uzwojenia, które są używane w aplikacjach niskiego napięcia i dużej mocy. We wszystkich rodzajach uzwojeń znajdują się izolatory. Izolatory są jednym z ważnych elementów transformatorów elektrycznych.
- Chłodzenie: Chłodzenie urządzenia pozwala maszynie pracować przez wiele lat bezawaryjnie. Niektóre transformatory elektryczne wymagają wymuszonego chłodzenia, a niektóre są typami z chłodzeniem własnym. Chłodzenie wymuszone obejmuje chłodzenie olejem lub wodą. Duże transformatory o dużej mocy znamionowej są wypełnione olejami transformatorowymi, które chłodzą i izolują uzwojenia. Niektóre transformatory są wypełnione gazami do chłodzenia.
- Izolacja: Izolacja jest konieczna między zwojami uzwojeń, między dwoma uzwojeniami, między rdzeniem a uzwojeniami. Jako izolatory stosowane są warstwy papieru i folie polimerowe. Duże izolatory wykorzystują olej transformatorowy jako izolację.
- Tuleja: Przepust to wydrążony izolator elektryczny, który pozwala przewodnikowi przejść przez barierę. Duże transformatory o wysokich parametrach znamionowych mają obudowy wykonane z porcelany lub polimerów.
Sprawdzenie biegunowości transformatorów elektrycznych
Biegunowość transformatora elektrycznego jest definiowana jako kierunek indukowanej siły elektromotorycznej zarówno w uzwojeniu pierwotnym, jak i wtórnym. Jest dwojakiego rodzaju -
- A. Polaryzacja addytywna
- B. Odejmowana polaryzacja
A. Polaryzacja addytywna
-W tym typie biegunowości te same zaciski biegunowości są podłączone w obu uzwojeniach.
B. Odejmowana polaryzacja
- Przy tej polaryzacji w obu uzwojeniach są podłączone zaciski o różnej polaryzacji.
Co robi transformator?
Transformatory elektryczne zwiększają lub zmniejszają dostarczane napięcie i prąd. Nie zmienia częstotliwości ani mocy dostarczanego sygnału elektrycznego. Potrzeba użycia transformatora polega na tym, że urządzenia elektryczne wymagają pewnej ilości napięcia, które jest niższe lub wyższe niż dostarczana moc. Na przykład dioda LED pracująca przy napięciu 1.5 - 2 woltów wygaśnie, jeśli podłączymy ją do normalnego domowego źródła zasilania. Musimy więc użyć transformatora obniżającego napięcie, aby użyć diody LED.
Kliknij tutaj wiedzieć o zasadach działania, sprawności i stratach transformatora.
Zastosowanie transformatora
Transformers ma wiele zastosowań w dzisiejszym świecie. Niektórzy z nich są -
i) Dystrybucja energii:
- W elektrowniach wytwarzana jest duża ilość napięcia. Ale nie możemy używać tego napięcia bezpośrednio do naszych zastosowań domowych. W tym czasie do akcji wkracza transformator. Transformatory obniżyły napięcie do naszego wymaganego napięcia. Ten typ transformatora jest znany jako transformatory mocy. Istnieją również transformatory, które zwiększają napięcie. Dzięki tego typu transformatorowi możliwe jest dostarczanie prądu do domów.
ii) Urządzenia elektroniczne:
- Wiele urządzeń elektronicznych i domowych wykorzystuje transformator do podwyższania lub obniżania napięcia zgodnie z wymaganiami.
iii) Transformatory audio:
- Ten typ transformatorów umożliwia obwodom telefonicznym umożliwienie dwukierunkowej rozmowy za pośrednictwem jednej pary przewodów. Są również połączeniami między systemami audio. Może być używany do dopasowania impedancji, tak jak głośnik o niskiej impedancji może być dopasowany do wzmacniaczy o wysokiej impedancji.
- Transformatory trójfazowe mają szerokie zastosowanie w celach przemysłowych, gdzie transformatory jednofazowe nie mogą służyć do tych celów.
- Transformatory przyrządowe może wyodrębnić dwa urządzenia lub systemy za pomocą ich właściwości.
- Transformatory częstotliwości radiowej lub transformatory RF są używane w urządzeniach podobnych do radarów i mają zastosowanie w dziedzinie częstotliwości radiowych.
- Transformatory impulsowe służą do przesyłania impulsów elektrycznych w obwodach elektronicznych, obwodach cyfrowych oraz w układzie dystrybucji i sterowania mocy.
Zalety i wady korzystania z transformatora
Zalety transformatorów elektrycznych
Transformatory są używane do różnych celów ze względu na swoje zalety. Niektóre z zalet to -
- Przekazuje moc: Transformatory umożliwiają przesyłanie sygnału elektrycznego na duże odległości. Rezystancja linii przesyłowej zmniejsza się po zwiększeniu napięcia, a jest to możliwe tylko dzięki transformatorom. W ten sposób straty mocy są mniejsze, a prąd można dostarczyć do każdego gospodarstwa domowego. W przeciwnym razie opór byłby tak duży, że dostarczanie jest zupełnie niemożliwe.
- Ciągła praca: Transformatory mogą pracować nieprzerwanie przez długi czas. Nie musi wyłączać się w ciągu dnia ani dawać odpoczynku.
- Niskie koszty utrzymania: Transformatory nie tylko działają w sposób ciągły, ale także nie wymagają dużej konserwacji. Sprawdzanie oleju, czyszczenie części to jedyne czynności, jakich wymaga transformator. Ponadto konserwacja nie kosztuje dużo i nie jest czasochłonna.
- Bez opóźnień: Transformatory nie mają opóźnienia podczas uruchamiania. Rozpoczyna działanie natychmiast. Po wdrożeniu transformator uruchamia się natychmiast.
- Wydajny: Chociaż transformatory ponoszą straty, ale są wystarczająco wydajne do ekonomicznej dystrybucji. Prawie 95% wydajności jest osiągalne.
Wady stosowania transformatorów elektrycznych
Kilka wad to -
- Większy rozmiar: Chociaż istnieją tranzystory, które są małe, ale wraz ze wzrostem napięcia znamionowego zwiększa się również rozmiar transformatora. Nie tylko zwiększa się podstawowa struktura, ale także zwiększa się rozmiar układu chłodzenia. Dlatego zmieszczenie zajmuje dużo miejsca.
- Wymaga układu chłodzenia: Transformatory działają w sposób ciągły i wytwarzają dużo ciepła. Aby transformator działał efektywnie, wymaga dołączonego do niego układu chłodzenia.
- AC działa tylko: Transformator działa tylko dla prądu przemiennego lub napięć AC, ponieważ do wytworzenia strumienia magnetycznego potrzebuje prądu zmiennego w czasie. Podłączenie do napięcia stałego spowoduje przepalenie transformatora.
Aby dowiedzieć się więcej o elektronika kliknij tutaj
Cześć, jestem Sudipta Roy. Zrobiłem B. Tech w elektronice. Jestem entuzjastą elektroniki i obecnie zajmuję się dziedziną elektroniki i komunikacji. Interesuję się nowoczesnymi technologiami, takimi jak sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe. Moje teksty skupiają się na dostarczaniu dokładnych i aktualnych danych wszystkim uczniom. Pomaganie komuś w zdobywaniu wiedzy sprawia mi ogromną przyjemność.
Połączmy się poprzez LinkedIn –