Hvad er transformationsforhold?

Hvad er transformationsforholdet?

Transformatorer har et transformationsforhold, der refererer til det proportionale forhold mellem antallet af vindinger i primær- og sekundærvindingen, hvilket bestemmer transformatorens evne til at konvertere spænding. Transformationsforholdet er en af de mest grundlæggende egenskaber ved en transformator og bruges til at beskrive, hvordan transformatoren ændrer indgående spænding til udgående spænding.

Definition

Transformationsforholdet for en transformator defineres som forholdet mellem antallet af vindinger i primærvindingen N1 til antallet af vindinger i sekundærvindingen N2:

Transformationsforholdet kan også udtrykkes i forhold til spændingen, dvs. forholdet mellem primærespændingen V1 til sekundærespændingen V2:

Type

Spændingshøjtransformator: når N1<N2, er transformationsforholdet n<1, primærespændingen er lavere end sekundærespændingen, dvs. V1<V2.

Spændingsnedsættende transformator: når N1>N2, er transformationsforholdet n>1, primærespændingen er højere end sekundærespændingen, dvs. V1>V2

Isolerende transformator: når N1=N2, er transformationsforholdet n=1, primærespændingen er lig med sekundærespændingen, dvs. V1 er lig med V2.

Arbejdsgang

Arbejdsgangen for transformatorer er baseret på loven om elektromagnetisk induktion. Når en alternativstrøm passerer gennem primærvindingen, opretter den et alternativt magnetfelt omkring vindingen. Dette magnetfelt passerer gennem sekundærvindingen og inducerer en elektrisk spænding (EMF) i sekundærvindingen ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induktion. Størrelsen på den inducerede elektriske spænding er proportional med antallet af vindinger, så:

Forhold mellem strømme

Ud over ændringer i spændingen ændrer transformatorer også strømmen. Ifølge loven om elektromagnetisk induktion, primærstrømmen I1 og sekundærstrømmen I2

Forholdet mellem dem følger følgende regler:

Dette betyder, at hvis transformatoren er en spændingshøjtransformator, vil sekundærstrømmen blive reduceret; hvis det er en spændingsnedsættende transformator, vil sekundærstrømmen øges.

Forhold mellem effekt

Ideelt set er indgangseffekten for transformatoren lig med udgangseffekten (ignorerer tab):

Anvendelsesscenarie

Transformationsforholdet for transformatorer har et bredt anvendelsesområde, herunder, men ikke begrænset til:

•  Energiforsyning: I processen med energiforsyning bruges spændingshøjtransformatorer til at øge spændingen for at reducere energitab i forsyningslinjen; Spændingsnedsættende transformatorer bruges til at konvertere højspænding ved slutbrugeren til lavspænding, der er velegnet til både hjemlige og industrielle formål.

• Energidistribution: I et energidistributionsystem bruges transformatorer til at konvertere spændingen i et højspændingsnet til en spænding, der er velegnet til brug i det lokale net.

• Industrielle anvendelser: I forskellige industrielle udstyr bruges transformatorer til at konvertere nettets spænding til en spænding, der er velegnet til drift af et specifikt udstyr.

• Laboratorier og forskning: I laboratorier bruges transformatorer til at generere specifikke spændinger eller strømme for at imødekomme eksperimentelle behov.

Design og valg

Når man designer og vælger en transformator, skal følgende faktorer tages i betragtning:

• Belastningskrav: Vælg det passende transformationsforhold i henhold til de specifikke krav fra belastningen for at sikre, at udgangsspændingen opfylder belastningens krav.

• Spændingsniveau: Vælg den passende transformator i henhold til spændingsniveauet i kraftsystemet.

• Kapacitet: Vælg kapaciteten for transformatoren i henhold til belastningens maksimale effektkrav.

• Effektivitet: Vælg en effektiv transformator for at reducere energitab.

• Tilbageholdenhed: Vælg højkvalitetstransformatorer for at sikre langtidsstabil drift.