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.