Transformator obniżający napięcie: budowa, praca, zastosowania

Punkty dyskusji:

Definicja

A transformator przenosi energię elektryczną. Schodzić transformator jest jednym z nich. Transformator obniżający napięcie zmniejsza napięcie przyłożone do uzwojeń pierwotnych i dostarcza obniżone napięcie po stronie wtórnej. Jednak moc i częstotliwość pozostają w tym procesie stałe.

Trans1
Jednofazowy elektryczny transformator podwyższający, zdjęcie kredytowe - Mtodorow 69Transformator-hightolow mniejszyCC BY-SA 3.0

Budowa transformatora obniżającego napięcie

Proces budowy transformatora obniżającego leży w jego rdzeniu i uzwojeniach i jest bardzo podobny do transformatora podwyższającego.

Budowa rdzenia transformatora:

Rdzeń transformatora wykonany jest z miękkich metali podobnych do żelaza. Pozwala na przejście strumienia magnetycznego. Cewki obu uzwojeń są owinięte wokół rdzenia. Rdzeń może być dwojakiego rodzaju w oparciu o owijanie zamków. Jeśli cewki są owinięte na zewnątrz ciała, to jest to transformator z zamkniętym rdzeniem. Jeśli uzwojenia znajdują się wewnątrz żelaznego rdzenia, będzie to struktura rdzenia powłoki. Transformator z zamkniętym rdzeniem ma problem ze strumieniem upływu, podczas gdy transformator typu płaszczowego nie. Dlatego bardziej preferowana jest struktura rdzenia powłokowego niż rdzeń zamknięty. 

Przeczytaj Więcej Jak przekonwertować transformator obniżający na podwyższający?

Transformator Uzwojenia:

Uzwojenia są przewodnikami prądu wewnątrz transformatora. Wykonane są ze zwoju drutów. Materiał drutu to miedź lub aluminium. Uzwojenia są dwojakiego rodzaju - Uzwojenia pierwotne i Uzwojenia wtórne. Uzwojenia pierwotne otrzymują przyłożone napięcie, a uzwojenia wtórne dostarczają indukowane napięcie do obciążenia. Chociaż energia elektryczna przenosi się ze strony pierwotnej do uzwojenia wtórnego bez metalowych styków - tutaj znajduje się główny parametr klasyfikacyjny decydujący o tym, czy transformator jest podwyższany, czy obniżający.

W przypadku transformatora obniżającego ilość zwojów w uzwojeniach pierwotnych jest większa niż liczba zwojów w uzwojeniach wtórnych. Jednak gęstość drutu jest cieńsza w uzwojeniach pierwotnych niż grubość uzwojeń wtórnych.

660px Transformator Flux.svg
Budowa transformatora obniżającego napięcie, zdjęcie: Fred the OysterTransformator FluxCC BY-SA 4.0

Działanie transformatora obniżającego napięcie

Zasada działania transformatora obniżającego napięcie jest taka sama, jak typowego transformatora. Transformator obniżający napięcie daje wyższe napięcie wyjściowe niż niższe napięcie wejściowe i działa zgodnie z prawem Faradaya i współczynnikiem skrętu.

Ze względu na przyłożone napięcie w uzwojeniach pierwotnych prąd płynie przez przewody. Przepływ prądu przemiennego generuje strumień magnetyczny wokół uzwojeń. Rdzeń transformatora umożliwia przepływ strumienia magnetycznego przez niego.

Zmiana strumienia magnetycznego dodatkowo indukuje napięcie w uzwojeniach wtórnych.

Teraz zaczyna działać współczynnik skrętu.

Stosunek obrotów = Np/Ns =Vp/Vs -------- (ja)

Lub Vs = Vp * (Ns / Np) ———————— (ii)

Tutaj Np = liczba zwojów w uzwojeniach pierwotnych.

Ns = liczba zwojów w uzwojeniach wtórnych

Vp = napięcie po stronie pierwotnej

Vs = napięcie po stronie wtórnej.

Teraz w równaniu (ii) obliczamy Vs - napięcie wtórne. Widzimy, że Vp jest stałe, ponieważ przyłożone napięcie jest stałe. Teraz zwiększając lub zmniejszając stosunek (Ns / Np), będziemy w stanie uzyskać pożądane napięcie po stronie wyjściowej. Podczas korzystania z transformatora podwyższającego naszym motywem jest generowanie mniejszego napięcia niż napięcie wejściowe. Musimy więc utrzymywać stosunek (Ns / Np) mniejszy niż 1.

Oznacza to, że wartość Np powinna być wyższa niż wielkość Ns. Jak wiemy, Np to liczba zwojów w uzwojeniach pierwotnych, dlatego transformator obniżający napięcie jest zaprojektowany z wyższą liczbą zwojów. zwojów po stronie uzwojenia pierwotnego. Jak wspomniano wcześniej, moc sygnału elektrycznego pozostaje taka sama. Napięcie zmniejsza się, a aby utrzymać stałą moc, zwiększa się prąd. Częstotliwość energii również pozostaje niezmieniona.

Przeczytaj Więcej Transformator wzajemnej indukcyjności

Zastosowania transformatora obniżającego napięcie

Transformatory mają różne zastosowania. Transformator obniżający napięcie jest przeznaczony do wykonywania określonych zadań i ma szeroki zakres zastosowań zarówno w obwodach elektrycznych, jak i elektronicznych.

255px Drehstromtransformator w Schnitt Hochspannung
Step Down Transformer w elektrowniach, zdjęcie: StahlkocherDrehstromtransformator w Schnitt HochspannungCC BY-SA 3.0
  • System zasilania: Transformatory obniżające napięcie są stosowane w systemach dystrybucji energii. W różnych fazach zasilania stosowane są transformatory obniżające napięcie, aby w razie potrzeby zmniejszyć napięcie.
  • Urządzenia elektryczne: Transformatory podwyższające są stosowane w różnych urządzeniach elektronicznych, w których urządzenie pracuje na niższych napięciach niż napięcie dostarczane. Narzędzia takie jak adaptery różnych urządzeń elektronicznych i aplikacje niskonapięciowe używają tego typu transformatorów.
  • Transformatory, które znaleźliśmy na ulicach w pobliżu naszego domu, obniżają poziom transformatorów.

Dowiedz się o różnych typach transformatorów i ich zastosowaniach! Kliknij, aby nawigować!

Często zadawane pytania dotyczące transformatora obniżającego napięcie

1. Czy transformator obniżający napięcie zmniejsza prąd?

Nie, transformator obniżający napięcie nie zmniejsza ani nie zmniejsza prądu. Zamiast tego zmniejsza napięcie i zwiększa prąd. Jednak moc sygnału pozostaje stała.

2. Dlaczego potrzebujemy podwyższenia poziomu transformatorów?

Nazwa transformatora pomaga nam dowiedzieć się, co robi. Transformator obniżający napięcie dostarcza zmniejszone napięcie dostarczane do swojego obciążenia. Tak więc, gdy musimy obniżyć lub zmniejszyć napięcie dostarczane do naszej pracy, powinniśmy użyć transformatora obniżającego napięcie. Ale że bieżąca wartość wzrasta. Jeśli więc musimy zminimalizować źródło napięcia przy tym samym prądzie, transformator obniżający nie spełniłby naszych celów.

3. Transformator ma 2000 zwojów drutu miedzianego owiniętego z boku i 1000 zwojów drutu miedzianego otoczonego z drugiej strony. Jeśli napięcie prądu przemiennego 440 V zostanie przyłożone po stronie 2000 obrotów, jakie będzie napięcie po stronie 1000 obrotów? Jaki to rodzaj transformatora?

Napięcie jest przyłożone po stronie 2000 obrotów. Czyli to jest uzwojenie pierwotne i liczba zwojów drutu = 2000. Powiedzmy, że to jest Np.

Strona 1000 obrotów to strona wtórna. Więc to jest uzwojenie wtórne i liczba zwojów drutu = 1000. Powiedzmy, że to jest ns.

440 V jest dostarczane po stronie pierwotnej, więc jest to napięcie pierwotne i powiedzmy, że = Vp

Musimy obliczyć napięcie po stronie wtórnej; powiedzmy, że = Vs.

Wiemy, że współczynnik skrętu = Np / Ns

To jest również = Vp / Vs

Zatem Np / Ns = Vp / Vs

Lub Vs = (Ns / Np) * Vp

Zastępując wartości, otrzymujemy-

Vs = (1000/2000) * 440

Lub Vs = 220 woltów

Napięcie po stronie wtórnej będzie wynosić 220 woltów.

Teraz, jak widzimy, napięcie jest niższe niż napięcie dostarczane, więc jest to transformator obniżający napięcie.

Przeczytaj Więcej Jak działa transformator?

4. Napisz kilka różnic między transformatorami podwyższającymi i obniżającymi

Podstawowa różnica między transformatorami podwyższającymi i obniżającymi polega na ich działaniu. Transformatory podwyższające zwiększają dostarczane napięcie, podczas gdy transformatory obniżające je zmniejszają. Oto kilka innych różnic. Kliknij tutaj!

5. Praktyczne znaczenie transformatorów obniżających napięcie

Transformatory obniżające mają wpływ na nasze codzienne życie. Moc generowana w elektrowni ma wysokie napięcie (zakres od megawatów do gigawatów). Gdyby nie było transformatorów obniżających, nie byłoby prądu w gospodarstwach domowych. Kiedy musimy przenieść energię z elektrowni do domu, konieczne jest zastosowanie transformatora obniżającego napięcie. Używając transformatora obniżającego napięcie, możemy zmniejszyć wysokie napięcie i mogą być dostarczane do domów.

6. Jaki jest współczynnik zwojów transformatora podwyższającego?

Współczynnik zwojów transformatora jest istotnym parametrem do obliczania mocy. Wynika to z równowagi liczby zwojów drutu w uzwojeniach pierwotnych do liczby łuków drutu w uzwojeniach wtórnych. Równanie podaje stosunek -

Stosunek obrotów = Np/Ns

Np to liczba zwojów w uzwojeniach pierwotnych, a Ns to liczba zgięć w uzwojeniach wtórnych.

Transformator obniżający napięcie nie ma idealnego współczynnika skrętu. To zależy od potrzeb. Ale aby działać jako transformator obniżający napięcie, współczynnik zwojów musi być większy niż jedność.

Przeczytaj Więcej Jak transformatory zwiększają napięcie, aby zmniejszyć prąd?