Co je transformační poměr?

Co je transformační poměr?

Transformační poměr se týká proporcionálního vztahu mezi počtem závitů primárního a sekundárního cívání transformátoru, který určuje schopnost transformátoru převádět napětí. Transformační poměr je jednou z nejzákladnějších charakteristik transformátoru a slouží k popisu, jak transformátor mění vstupní napětí na výstupní napětí.

Definice

Transformační poměr transformátoru je definován jako poměr počtu závitů v primárním cívání N1 k počtu závitů v sekundárním cívání N2:

Transformační poměr lze také vyjádřit v termínech napětí, tedy jako poměr primárního napětí V1 k sekundárnímu napětí V2:

Typy

Předvodič: když N1<N2, transformační poměr n<1, primární napětí je nižší než sekundární napětí, tedy V1<V2.

Zesilovač: když N1>N2, transformační poměr n>1, primární napětí je vyšší než sekundární napětí, tedy V1>V2

Izolační transformátor: když N1=N2, transformační poměr n=1, primární napětí je rovno sekundárnímu napětí, tedy V1 je rovno V2.

Princip fungování

Princip fungování transformátorů je založen na zákonu elektromagnetické indukce. Když střídavý proud prochází primárním cíváním, vytváří kolem cívání střídavé magnetické pole. Toto magnetické pole prochází sekundárním cíváním a podle Faradayho zákona elektromagnetické indukce vyvolá ve sekundárním cívání elektromotorickou sílu (EMF). Velikost vyvolané EMF je úměrná počtu závitů v cívání, takže:

Vztah proudu

Kromě změny napětí transformátory také mění proud. Podle zákona elektromagnetické indukce platí, že primární proud I1 a sekundární proud I2

Jejich vztah následuje následující pravidlo:

To znamená, že pokud je transformátor předvodičem, sekundární proud bude snížen; pokud je to zesilovač, sekundární proud bude zvýšen.

Vztah výkonu

Ideálně je vstupní výkon transformátoru roven výstupnímu výkonu (bez ohledu na ztráty) :

Aplikační scénáře

Transformační poměr má široké spektrum aplikačních scénářů, včetně, ale nejen:

•  Přenos energie: V procesu přenosu energie jsou používány předvodiče k zvýšení napětí a snížení ztrát energie v přenosových článcích; Zesilovače jsou používány k převodu vysokého napětí u koncového uživatele na nízké napětí vhodné pro domácí a průmyslové použití.

• Distribuce energie: V systému distribuce energie jsou transformátory používány k převodu napětí vysokonapěťové sítě na napětí vhodné pro místní síť.

• Průmyslové aplikace: V různém průmyslovém zařízení jsou transformátory používány k převodu napětí sítě na napětí vhodné pro provoz konkrétního zařízení.

• Laboratoře a výzkum: V laboratořích jsou transformátory používány k generování specifických napětí nebo proudů k splnění experimentálních potřeb.

Návrh a výběr

Při návrhu a výběru transformátoru je třeba zohlednit následující faktory:

• Požadavky zatížení: Vyberte vhodný transformační poměr podle specifických požadavků zatížení, abyste zajistili, že výstupní napětí splňuje požadavky zatížení.

• Úroveň napětí: Vyberte odpovídající transformátor podle úrovně napětí elektrické sítě.

• Kapacita: Vyberte kapacitu transformátoru podle maximálních výkonových požadavků zatížení.

• Efektivita: Zvolte efektivní transformátor k snížení energetických ztrát.

• Spolehlivost: Zvolte kvalitní transformátory, aby byl zajištěn dlouhodobý stabilní provoz.