I dispositivi statici elettromagnetici vengono utilizzati per creare e applicare un campo magnetico. Ci sono molti casi in cui è necessario un trasformatore nell'elettronica, nei circuiti elettrici e nell'ingegneria radiofonica. Il dispositivo è dotato di avvolgimenti induttivi interconnessi su un nucleo magnetico. La rete contribuisce all'emergere di un campo alternato e il trasformatore, utilizzando l'induzione elettromagnetica, fornisce i valori costanti di corrente senza modificare la frequenza.
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Definizione e scopo
Per alimentare i dispositivi sono necessarie tensioni di varie caratteristiche. Un trasformatore è un progetto per utilizzare il lavoro induttivo di un campo magnetico. Bobine a nastro o filo, unite da un flusso comune, abbassano o aumentano la tensione. La TV utilizza 5 V per azionare transistor e microcircuiti, la potenza del cinescopio richiede diversi kilovolt quando si utilizza un generatore di cascata.
Gli avvolgimenti isolati si trovano su un nucleo costituito da materiale magnetizzato spontaneamente con un certo valore di tensione. Le unità più vecchie utilizzavano la frequenza di rete esistente, circa 60 Hz. Nei moderni circuiti di alimentazione per apparecchi elettrici vengono utilizzati trasformatori di impulsi ad alta frequenza. La tensione alternata viene raddrizzata e convertita tramite un generatore in un valore con parametri specificati.
La tensione è stabilizzata grazie all'unità di controllo con modulazione di larghezza di impulso. I burst ad alta frequenza vengono trasmessi al trasformatore, si ottengono prestazioni stabili in uscita. L'imponenza e la pesantezza dei dispositivi degli anni passati viene sostituita dalla leggerezza e dalle dimensioni ridotte. Gli indicatori lineari dell'unità sono proporzionali alla potenza in un rapporto di 1: 4; per ridurre le dimensioni del dispositivo, la frequenza della corrente aumenta.
I dispositivi massicci vengono utilizzati nei circuiti di alimentazione se è necessario creare un livello minimo di dispersione delle interferenze ad alta frequenza, ad esempio quando si fornisce un suono di alta qualità.
Dispositivo e principio di funzionamento
Il produttore sceglie le regole di base per il funzionamento dell'unità, ma ciò non influisce sull'affidabilità del funzionamento. I concetti differiscono nel processo di produzione. Il principio di funzionamento del trasformatore si basa su due disposizioni:
- il movimento mutevole dei portatori di carica direzionali crea un campo di forza magnetico alternato;
- l'effetto sul flusso di potenza trasmesso attraverso la bobina produce forza elettromotrice e induzione.
Il dispositivo è composto dalle seguenti parti:
- circuito magnetico (nucleo);
- bobina o avvolgimento;
- base per la posizione delle svolte;
- materiale isolante;
- sistema di raffreddamento;
- altri elementi di fissaggio, accesso, protezione.
Il funzionamento del trasformatore viene eseguito in base al tipo di costruzione e alla combinazione del nucleo e degli avvolgimenti.Nel tipo ad asta, il conduttore è racchiuso in avvolgimenti, è difficile vederlo. Le spire della spirale sono visibili, la parte superiore e inferiore del nucleo sono visibili, l'asse è verticale. Il materiale di cui è composta la bobina deve condurre bene l'elettricità.
Nei prodotti corazzati, l'asta nasconde la maggior parte delle spire, è posizionata orizzontalmente o verticalmente. Il design toroidale dei trasformatori prevede la posizione di due avvolgimenti indipendenti sul circuito magnetico senza collegamento elettrico tra di loro.
Sistema magnetico
È realizzato in acciaio legato per trasformatori, ferrite, permalloy pur mantenendo la forma geometrica per produrre il campo magnetico dell'unità. Il conduttore è costruito con lastre, nastri, ferri di cavallo, è realizzato su una pressa. La parte su cui si trova l'avvolgimento è chiamata asta. Un giogo è un elemento senza giri che completa il circuito.
Il principio di funzionamento del trasformatore dipende dalla disposizione dei rack, che avviene:
- piatto: gli assi dei gioghi e dei nuclei sono sullo stesso piano;
- spaziale - gli elementi longitudinali sono disposti su superfici diverse;
- simmetrico: i conduttori della stessa forma, dimensione e design si trovano su tutti i gioghi in modo simile agli altri;
- asimmetrico: i singoli rack differiscono per aspetto, dimensioni e sono posizionati in posizioni diverse.
Se si presume che una corrente continua fluisca attraverso l'avvolgimento, che è chiamato primario, il filo magnetico viene aperto. Negli altri casi il nucleo è chiuso, serve a chiudere le linee elettriche.
avvolgimenti
Sono realizzati sotto forma di un insieme di spire disposte su conduttori quadrati.La forma viene utilizzata per funzionare in modo efficiente e aumentare il fattore di riempimento nella finestra del circuito magnetico. Se è necessario aumentare la sezione trasversale del nucleo, viene realizzato sotto forma di due elementi paralleli per ridurre il verificarsi di correnti parassite. Ciascuno di questi conduttori è chiamato residenziale.
L'asta è avvolta in carta, ricoperta di vernice smaltata. A volte due nuclei disposti in parallelo sono racchiusi in un isolamento comune, l'insieme è chiamato cavo. Gli avvolgimenti si distinguono per scopo:
- i principali: viene fornita loro una corrente alternata, esce una corrente elettrica convertita;
- regolazione: forniscono prese per la trasformazione della tensione a bassa intensità di corrente;
- ausiliario: servono a fornire alla propria rete una potenza inferiore al valore nominale del trasformatore e polarizzare il circuito con corrente continua.
Metodi di confezionamento:
- avvolgimento ordinario: le spire vengono eseguite nella direzione dell'asse lungo l'intera lunghezza del conduttore, le spire successive vengono avvolte strettamente, senza spazi vuoti;
- avvolgimento a vite - avvolgimento multistrato con spazi tra gli anelli o in avvicinamento a elementi adiacenti;
- avvolgimento del disco: una riga a spirale viene eseguita in sequenza, in un cerchio, l'avvolgimento viene eseguito in un ordine radiale nelle direzioni interna ed esterna;
- la spirale di lamina è posta da un foglio largo di alluminio e rame, il cui spessore varia tra 0,1-2 mm.
Convegni
Per facilitare la lettura dello schema del trasformatore, sono presenti segni speciali. Il nucleo è disegnato con una linea spessa, il numero 1 mostra l'avvolgimento primario, le spire secondarie sono indicate dai numeri 2 e 3.
In alcuni schemi, la linea centrale ha uno spessore simile alla linea dei semicerchi di avvolgimento. La designazione del materiale dell'asta è diversa:
- un circuito magnetico in ferrite è disegnato con una linea spessa;
- un nucleo d'acciaio con un traferro magnetico viene disegnato con una linea sottile con uno spazio vuoto nel mezzo;
- l'asse del dielettrico magnetizzato è indicato da una sottile linea tratteggiata;
- la bacchetta di rame ha l'aspetto di una linea stretta nel diagramma con il simbolo del materiale secondo la tavola periodica.
I punti in grassetto vengono utilizzati per evidenziare l'uscita della bobina, la designazione dell'induzione istantanea è la stessa. Usato per indicare le unità intermedie nei generatori in cascata per indicare l'antifase. Metti dei punti se vuoi impostare la polarità durante il montaggio e la direzione degli avvolgimenti. Il numero di giri nell'avvolgimento primario è determinato in modo condizionale, così come il numero di semicerchi non è standardizzato, c'è proporzionalità, ma non è rigorosamente rispettato.
Caratteristiche principali
La modalità di riposo viene utilizzata quando il circuito secondario del trasformatore è aperto, non c'è tensione in esso. La corrente passa attraverso l'avvolgimento primario, si verifica la magnetizzazione reattiva. Con l'aiuto del lavoro inattivo, vengono determinati l'efficienza, il tasso di trasformazione e la perdita nel nucleo.
Il funzionamento sotto carico significa collegare la fonte di alimentazione al circuito primario, dove scorre la corrente totale di funzionamento e al minimo. Il carico è collegato al circuito secondario del trasformatore. Questa modalità è comune.
La fase di cortocircuito si verifica se la resistenza della bobina secondaria è l'unico carico. In questa modalità vengono determinate le perdite di riscaldamento della batteria nel circuito.I parametri del trasformatore vengono presi in considerazione nel sistema di sostituzione del dispositivo impostando la resistenza.
Il rapporto tra potenza consumata e potenza in uscita determina l'efficienza del trasformatore.
Area di applicazione
Gli elettrodomestici sono in contatto con la terra attraverso un filo neutro. Il contatto simultaneo dell'utilizzatore della fase e del circuito neutro provoca la chiusura del circuito e lesioni. Il collegamento tramite un trasformatore di isolamento consente di proteggere una persona, poiché l'avvolgimento secondario non viene a contatto con la terra.
Le unità a impulsi sono utilizzate nella trasmissione di una spinta rettangolare e nella trasformazione di brevi segnali sotto carico. All'uscita cambia la polarità e l'ampiezza della corrente, ma la tensione rimane invariata.
L'apparecchiatura di misurazione CC è un amplificatore magnetico. Il movimento direzionale degli elettroni a bassa potenza aiuta a modificare la tensione alternata. Il raddrizzatore fornisce energia costante e dipende dai valori di elettricità in ingresso.
Le unità di potenza sono ampiamente utilizzate nei piccoli generatori di corrente, la potenza, gli indicatori nei motori diesel sono nella media. I trasformatori sono montati in serie con il carico, il dispositivo è collegato alla sorgente dall'avvolgimento primario, il circuito secondario produce l'energia convertita. Il valore della corrente di uscita è direttamente proporzionale al carico. L'apparecchiatura con 3 barre magnetiche viene utilizzata se il generatore è a corrente trifase.
Le unità invertenti hanno transistor della stessa conduttività e amplificano solo una parte del segnale in uscita. Per una conversione completa della tensione, viene applicato un impulso a entrambi i transistor.
L'attrezzatura di adattamento viene utilizzata per il collegamento a dispositivi elettronici con un'elevata resistenza all'ingresso e all'uscita del carico con una bassa velocità di trasmissione di elettricità. Le unità sono utili nelle linee ad alta frequenza dove la differenza di grandezza porta a perdite di energia.
Tipi di trasformatori
La classificazione dei trasformatori dipende dal valore nominale della corrente nei circuiti primario e secondario. Nelle specie comuni, l'indicatore è compreso tra 1 e 5 A.
Il gruppo separatore non prevede il collegamento di entrambe le spirali. L'apparecchiatura prevede l'isolamento galvanico, ovvero la trasmissione di un impulso senza contatto. Senza di essa, la corrente che scorre tra i circuiti è limitata solo dalla resistenza, che non viene presa in considerazione a causa del piccolo valore.
Il trasformatore di adattamento assicura che i diversi valori di resistenza siano abbinati per ridurre al minimo la distorsione della forma d'onda di uscita. Serve per l'organizzazione dell'isolamento galvanico.
Prima di scoprire cosa sono i trasformatori di potenza, notano che sono prodotti per funzionare con reti ad alta potenza. I dispositivi a corrente alternata modificano le prestazioni energetiche negli impianti riceventi e lavorano in luoghi con una grande capacità e un tasso di cambio di elettricità.
Un trasformatore rotante non deve essere confuso con un'apparecchiatura rotante, una macchina per convertire l'angolo di rotazione in tensione del circuito, dove l'efficienza dipende dalla velocità di rotazione. Il dispositivo trasmette un impulso elettrico alle parti mobili dell'apparecchiatura, ad esempio alla testa di un videoregistratore. Doppio nucleo con avvolgimenti separati, uno dei quali gira intorno all'altro.
L'unità dell'olio utilizza il raffreddamento della bobina con uno speciale olio per trasformatori.Hanno un circuito chiuso. A differenza delle specie aeree, possono interagire con reti ad alta potenza.
Trasformatori di saldatura per ottimizzare le prestazioni delle apparecchiature, ridurre la tensione e generare corrente ad alta frequenza. Ciò è dovuto a un cambiamento nella reattanza induttiva o nelle prestazioni al minimo. La regolazione del gradino viene eseguita dalla disposizione dell'avvolgimento elettrico sui conduttori.
