Podstawy transformatora i zasada działania

Definicja transformatora

Transformator to urządzenie statyczne, które przenosi energię elektryczną z jednego obwodu do drugiego w procesie indukcji elektromagnetycznej. Najczęściej stosuje się go do zwiększania („podwyższania”) lub obniżania („obniżania”) poziomów napięcia między obwodami.

Zasada działania transformatora

Zasada działania transformatora jest bardzo prosta. Wzajemna indukcja między dwoma lub więcej uzwojeniami (zwanymi również cewkami) umożliwia przenoszenie energii elektrycznej między obwodami. Zasada ta jest wyjaśniona bardziej szczegółowo poniżej.

Teoria transformatora

Załóżmy, że masz jedno uzwojenie (znane również jako cewka), które jest zasilane z przemiennego źródła elektrycznego. Prąd przemienny przez uzwojenie wytwarza stale zmieniający się i przemienny strumień, który otacza uzwojenie. Jeżeli inne uzwojenie zostanie przybliżone do tego uzwojenia, pewna część tego przemiennego strumienia zostanie połączona z drugim uzwojeniem. Ponieważ strumień ten nieustannie zmienia swoją amplitudę i kierunek, musi istnieć zmieniające się wiązanie strumienia w drugim uzwojeniu lub cewce.

Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya w drugim uzwojeniu pojawi się pole elektromagnetyczne. Jeśli obwód tego uzwojenia wtórnego zostanie zamknięty, przepłynie przez niego prąd. Jest to podstawowa zasada działania transformatora. Użyjmy symboli elektrycznych, aby to zobrazować. Uzwojenie, które otrzymuje energię elektryczną ze źródła, znane jest jako „uzwojenie pierwotne”. Na poniższym schemacie jest to „pierwsza cewka”.

Uzwojenie, które daje pożądane napięcie wyjściowe w wyniku wzajemnej indukcji, jest powszechnie znane jako „uzwojenie wtórne”. Jest to „druga cewka” na powyższym schemacie.

Transformator, który zwiększa napięcie między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym, jest definiowany jako transformator podwyższający. I odwrotnie, transformator, który zmniejsza napięcie między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym, jest definiowany jako transformator obniżający napięcie.

Chociaż powyższy schemat transformatora jest teoretycznie możliwy w idealnym transformatorze - nie jest to zbyt praktyczne. Wynika to z faktu, że na wolnym powietrzu tylko bardzo mała część strumienia wytwarzanego z pierwszej cewki łączy się z drugą cewką. Tak więc prąd przepływający przez obwód zamknięty podłączony do uzwojenia wtórnego będzie niezwykle mały (i trudny do zmierzenia).

Szybkość zmiany sprzężenia strumienia zależy od ilości połączonego strumienia z drugim uzwojeniem. Idealnie więc prawie cały strumień uzwojenia pierwotnego powinien łączyć się z uzwojeniem wtórnym. Dokonuje się tego skutecznie i wydajnie za pomocą transformatora rdzeniowego. Zapewnia to ścieżkę niskiej reluktancji wspólną dla obu zwojów.

Celem rdzenia transformatora jest zapewnienie ścieżki niskiej reluktancji, przez którą przepuszczana jest maksymalna ilość strumienia wytwarzanego przez uzwojenie pierwotne i łączona z uzwojeniem wtórnym.

Prąd, który pierwotnie przechodzi przez transformator, gdy jest włączony, jest znany jako prąd rozruchowy transformatora.

Jeśli wolisz animowane wyjaśnienie, poniżej znajduje się wideo wyjaśniające dokładnie, jak działa transformator:

Części i konstrukcja transformatora

Trzy główne części transformatora:

· Uzwojenie pierwotne transformatora

· Rdzeń magnetyczny transformatora

· Wtórne uzwojenie transformatora

Uzwojenie pierwotne transformatora

Który wytwarza strumień magnetyczny, gdy jest podłączony do źródła elektrycznego.

Rdzeń magnetyczny transformatora

Strumień magnetyczny wytwarzany przez uzwojenie pierwotne, które przejdzie przez tę ścieżkę niskiej reluktancji połączoną z uzwojeniem wtórnym i stworzy zamknięty obwód magnetyczny.

Wtórne uzwojenie transformatora

Strumień wytworzony przez uzwojenie pierwotne przechodzi przez rdzeń, połączy się z uzwojeniem wtórnym. To uzwojenie rani również ten sam rdzeń i zapewnia pożądaną moc wyjściową transformatora.

Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z nami pod adresem sales@xfullstar.com .