Какво е коëффициент на трансформация?
Какво е трансформационно съотношение?
Трансформационното съотношение се отнася до пропорционалната връзка между броя на витките в основната и вторичната обмотки на трансформатора, което определя способността за преобразуване на напрежението на трансформатора. Трансформационното съотношение е една от най-основните характеристики на трансформатора и се използва за описание как трансформаторът променя входното напрежение в изходно напрежение.
Дефиниция
Трансформационното съотношение на трансформатора се дефинира като съотношение между броя на витките в основната обмотка N1 и броя на витките в вторичната обмотка N2:
Трансформационното съотношение може да бъде изразено и чрез напрежението, тоест съотношението между основното напрежение V1 и вторично напрежение V2:
Типове
Подемен трансформатор: когато N1<N2, трансформационното съотношение n<1, основното напрежение е по-ниско от вторичното напрежение, тоест V1<V2.
Низходящ трансформатор: когато N1>N2, трансформационното съотношение n>1, основното напрежение е по-високо от вторичното напрежение, тоест V1>V2
Изолационен трансформатор: когато N1=N2, трансформационното съотношение n=1, основното напрежение е равно на вторичното напрежение, тоест V1 е равно на V2.
Принцип на действие
Принципът на действие на трансформаторите е основан на закона за електромагнитната индукция. Когато алтернативен ток преминава през основната обмотка, създава се алтернативно магнитно поле около обмотката. Това магнитно поле преминава през вторичната обмотка и индуцира електродвижителна сила (ЕДС) в вторичната обмотка според закона на Фарадей за електромагнитната индукция. Размерът на индуцираната електродвижителна сила е пропорционален на броя на витките в обмотката, така че:
Връзка между токовете
Освен промяната в напрежението, трансформаторите също променят тока. Според закона за електромагнитната индукция, основният ток I1 и вторичният ток I2
Връзката между тях следва следните правила:
Това означава, че ако трансформаторът е подемен, вторичният ток ще намалее; ако е низходящ, вторичният ток ще се увеличи.
Връзка между мощностите
Идеално, входната мощност на трансформатора е равна на изходната мощност (без да се взимат предвид загубите) :
Приложни сценарии
Трансформационното съотношение има широк диапазон приложни сценарии, включително, но не ограничавайки се до:
Передача на енергия: В процеса на передача на енергия, подемни трансформатори се използват за увеличаване на напрежението, за да се намалят загубите на енергия в линията за передача; низходящи трансформатори се използват за преобразуване на високото напрежение при крайния потребител в ниско напрежение, подходящо за домакински и промишлено използване.
Разпределение на енергията: В системата за разпределение на енергията, трансформаторите се използват за преобразуване на напрежението на високонапрежената мрежа в напрежение, подходящо за използване в местната мрежа.
Промишлени приложения: В различни промишлени устройства, трансформаторите се използват за преобразуване на напрежението на мрежата в напрежение, подходящо за работата на конкретно устройство.
Лабораторни и научни изследвания: В лабораториите, трансформаторите се използват за генериране на специфични напрежения или токове, за да отговорят на експерименталните нужди.
Проектиране и избор
При проектиране и избор на трансформатор, трябва да се вземат предвид следните фактори:
Изисквания към товара: Изберете подходящо трансформационно съотношение според конкретните изисквания на товара, за да се гарантира, че изходното напрежение отговаря на изискванията на товара.
Ниво на напрежението: Изберете съответния трансформатор според нивото на напрежението на електроенергийната система.
Капацитет: Изберете капацитета на трансформатора според максималните изисквания за мощност на товара.
Ефективност: Изберете ефективен трансформатор, за да се намалят загубите на енергия.
Надеждност: Изберете качествени трансформатори, за да се гарантира дългосрочно стабилно функциониране.
