trasformatore - un dispositivo elettronico in grado di modificare i valori operativi, misurati dal rapporto di trasformazione, k. Questo numero indica una modifica, un ridimensionamento di qualsiasi parametro, come tensione, corrente, resistenza o potenza.
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Qual è il rapporto di trasformazione
Il trasformatore non cambia un parametro in un altro, ma lavora con i loro valori. Tuttavia, è chiamato un trasduttore. A seconda della connessione dell'avvolgimento primario alla fonte di alimentazione, lo scopo del dispositivo cambia.
Questi dispositivi sono ampiamente utilizzati nella vita di tutti i giorni. Il loro obiettivo è fornire un dispositivo domestico con una potenza tale che corrisponda al valore nominale indicato nel passaporto di questo dispositivo. Ad esempio, la tensione di rete è di 220 volt, la batteria del telefono viene caricata da una fonte di alimentazione da 6 volt.Pertanto, è necessario ridurre la tensione di rete di 220: 6 = 36,7 volte, questo indicatore è chiamato rapporto di trasformazione.
Per calcolare con precisione questo indicatore, è necessario ricordare la struttura del trasformatore stesso. Qualsiasi dispositivo di questo tipo ha un nucleo realizzato in una lega speciale e almeno 2 bobine:
- primario;
- secondario.
La bobina primaria è collegata alla fonte di alimentazione, la bobina secondaria è collegata al carico, possono essercene 1 o più. Un avvolgimento è una bobina costituita da un filo isolante avvolto su un telaio o senza di esso. Un giro completo del filo è chiamato giro. La prima e la seconda bobina sono montate su un nucleo, con il suo aiuto l'energia viene trasferita tra gli avvolgimenti.
Rapporto del trasformatore
Secondo una formula speciale, viene determinato il numero di fili nell'avvolgimento, vengono prese in considerazione tutte le caratteristiche del nucleo utilizzato. Pertanto, in diversi dispositivi nelle bobine primarie, il numero di giri sarà diverso, nonostante siano collegati alla stessa fonte di alimentazione. Le spire sono calcolate in relazione alla tensione, se è necessario collegare al trasformatore più carichi con diverse tensioni di alimentazione, il numero di avvolgimenti secondari corrisponderà al numero di carichi collegati.
Conoscendo il numero di giri di filo negli avvolgimenti primari e secondari, è possibile calcolare k del dispositivo. Secondo la definizione di GOST 17596-72 "Rapporto di trasformazione - il rapporto tra il numero di spire dell'avvolgimento secondario e il numero di spire del primario o il rapporto tra la tensione sull'avvolgimento secondario e la tensione sull'avvolgimento primario in modalità inattiva senza tenere conto della caduta di tensione attraverso il trasformatore . Se questo coefficiente k è maggiore di 1, il dispositivo è in diminuzione, se è inferiore, è in aumento. Non esiste una tale differenza in GOST, quindi un numero maggiore è diviso per uno più piccolo e k è sempre maggiore di 1.
Nell'alimentazione, i convertitori aiutano a ridurre le perdite di trasmissione di potenza. Per fare ciò, la tensione generata dalla centrale viene aumentata a diverse centinaia di migliaia di volt. Quindi la tensione viene ridotta al valore richiesto dagli stessi dispositivi.
Nelle cabine di trazione che forniscono energia elettrica al complesso industriale e residenziale sono installati trasformatori con regolatore di tensione. Ulteriori conclusioni vengono rimosse dalla bobina secondaria, la cui connessione consente di modificare la tensione in un piccolo intervallo. Questo viene fatto mediante bullonatura o una maniglia. In questo caso, il rapporto di trasformazione del trasformatore di potenza è indicato nel suo passaporto.
Definizione e formula del rapporto di trasformazione di un trasformatore
Si scopre che il coefficiente è un valore costante che mostra il ridimensionamento dei parametri elettrici, dipende completamente dalle caratteristiche di progettazione del dispositivo. Per parametri diversi, k viene calcolato in modo diverso. Esistono le seguenti categorie di trasformatori:
- per tensione;
- per corrente;
- dalla resistenza.
Prima di determinare il coefficiente, è necessario misurare la tensione sulle bobine. GOST indica che tale misurazione è necessaria al minimo. Questo è quando nessun carico è collegato al convertitore, le letture possono essere visualizzate sulla targa dati di questo dispositivo.
Quindi le letture dell'avvolgimento primario vengono divise per le letture del secondario, questo sarà il coefficiente. Se sono disponibili informazioni sul numero di spire in ciascuna bobina, il numero di spire dell'avvolgimento primario viene diviso per il numero di spire del secondario. In questo calcolo si trascura la resistenza attiva delle bobine. Se sono presenti più avvolgimenti secondari, ciascuno trova il proprio k.
I trasformatori di corrente hanno una loro particolarità, il loro avvolgimento primario è collegato in serie al carico. Prima di calcolare l'indicatore k, viene misurata la corrente dei circuiti primario e secondario. Il valore della corrente primaria viene scomposto nella corrente del circuito secondario. Se sono presenti dati del passaporto sul numero di giri, è consentito calcolare k dividendo il numero di giri del filo dell'avvolgimento secondario per il numero di giri del filo primario.
Quando si calcola il coefficiente per un trasformatore di resistenza, viene anche chiamato trasformatore di adattamento, prima vengono trovate le resistenze di ingresso e di uscita. Per fare ciò, calcola la potenza, che è uguale al prodotto di tensione e corrente. La potenza viene quindi divisa per il quadrato della tensione per ottenere la resistenza. Dividendo la resistenza di ingresso del trasformatore e il carico rispetto al suo circuito primario e la resistenza di ingresso del carico nel circuito secondario darà k del dispositivo.
C'è un altro modo per calcolare. È necessario trovare il coefficiente di tensione k e quadrarlo, il risultato sarà simile.
Diversi tipi di trasformatori e loro coefficienti
Sebbene strutturalmente i convertitori non siano molto diversi tra loro, il loro scopo è piuttosto ampio. Esistono le seguenti tipologie di trasformatori, oltre a quelli considerati:
- potenza;
- autotrasformatore;
- impulso;
- saldatura;
- separare;
- corrispondenza;
- trasformatore di picco;
- doppio acceleratore;
- trasflussore;
- rotante;
- aria e olio;
- trifase.
Una caratteristica dell'autotrasformatore è l'assenza di isolamento galvanico, gli avvolgimenti primari e secondari sono realizzati con un filo e il secondario fa parte del primario. Pulse ridimensiona i segnali a onde quadre a impulsi brevi. Il saldatore funziona in modalità cortocircuito. I separatori vengono utilizzati dove è necessaria una sicurezza elettrica speciale: stanze umide, stanze con un gran numero di prodotti in metallo e simili. Il loro k è fondamentalmente 1.
Un trasformatore di picco converte una tensione sinusoidale in una tensione pulsata. Una doppia bobina è composta da due bobine doppie, ma in termini di caratteristiche di progettazione appartiene ai trasformatori. Il transfluxor contiene un nucleo costituito da un circuito magnetico con una grande quantità di magnetizzazione residua, che ne consente l'utilizzo come memoria. Rotary trasmette segnali a oggetti rotanti.
I trasformatori ad aria e olio differiscono per il modo in cui sono raffreddati. L'olio viene utilizzato per ridimensionare l'alta potenza. I trifase sono utilizzati in un circuito trifase.
Informazioni più dettagliate sono disponibili nella tabella sul rapporto del trasformatore del trasformatore di corrente.
| Carico secondario nominale, V | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 75 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coefficiente, n | Molteplicità limite nominale | ||||||||||
| 3000/5 | 37 | 31 | 25 | 20 | 17 | 13 | 11 | 9 | 8 | 6 | 5 |
| 4000/5 | 38 | 32 | 26 | 22 | 20 | 15 | 13 | 11 | 10 | 8 | 6 |
| 5000/5 | 38 | 29 | 25 | 22 | 20 | 16 | 14 | 12 | 11 | 10 | 8 |
| 6000/5 | 39 | 28 | 25 | 22 | 20 | 16 | 15 | 13 | 12 | 10 | 8 |
| 8000/5 | 38 | 21 | 20 | 19 | 18 | 14 | 14 | 13 | 12 | 11 | 9 |
| 10000/5 | 37 | 16 | 15 | 15 | 14 | 12 | 12 | 12 | 11 | 10 | 9 |
| 12000/5 | 39 | 20 | 19 | 18 | 18 | 12 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 |
| 14000/5 | 38 | 15 | 15 | 14 | 14 | 12 | 13 | 12 | 12 | 11 | 10 |
| 16000/5 | 36 | 15 | 14 | 13 | 13 | 12 | 10 | 10 | 10 | 9 | 9 |
| 18000/5 | 41 | 16 | 16 | 15 | 15 | 12 | 14 | 14 | 13 | 12 | 12 |
Quasi tutti questi dispositivi hanno un nucleo per la trasmissione del flusso magnetico. Il flusso appare a causa del movimento degli elettroni in ciascuna delle spire dell'avvolgimento e la forza delle correnti non dovrebbe essere uguale a zero.Il rapporto di trasformazione attuale dipende anche dal tipo di nucleo:
- asta;
- corazzato.
In un nucleo di armatura, i campi magnetici hanno un effetto maggiore sul ridimensionamento.
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