چه چیزی نسبت تبدیل است
چه معنی دارد نسبت تبدیل؟
نسبت تبدیل در ترانسفورماتور به رابطه تناسبی بین تعداد دورهای پریمیتور و ثانویه ترانسفورماتور اشاره دارد که میزان توانایی تبدیل ولتاژ ترانسفورماتور را تعیین میکند. نسبت تبدیل یکی از مشخصات اساسی ترانسفورماتور است و برای توصیف نحوه تغییر ولتاژ ورودی به ولتاژ خروجی استفاده میشود.
تعریف
نسبت تبدیل ترانسفورماتور به عنوان نسبت تعداد دورهای پریمیتور N1 به تعداد دورهای ثانویه N2 تعریف میشود:
نسبت تبدیل همچنین میتواند به صورت ولتاژ، یعنی نسبت ولتاژ پریمیتور V1 به ولتاژ ثانویه V2 بیان شود:
نوع
ترانسفورماتور بوستر: وقتی N1<N2، نسبت تبدیل n<1، ولتاژ پریمیتور کمتر از ولتاژ ثانویه است، یعنی V1<V2.
ترانسفورماتور استپ-داون: وقتی N1>N2، نسبت تبدیل n>1، ولتاژ پریمیتور بیشتر از ولتاژ ثانویه است، یعنی V1>V2
ترانسفورماتور ایزولاسیون: وقتی N1=N2، نسبت تبدیل n=1، ولتاژ پریمیتور برابر با ولتاژ ثانویه است، یعنی V1 برابر با V2 است.
اصول عملکرد
اصول عملکرد ترانسفورماتورها بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی استوار است. وقتی جریان متناوب از طریق پریمیتور عبور میکند، یک میدان مغناطیسی متناوب حول پریمیتور ایجاد میکند. این میدان مغناطیسی از طریق ثانویه عبور کرده و یک القای الکتروموتوری (EMF) در ثانویه بر اساس قانون فارادی القای الکترومغناطیسی القاء میکند. اندازه القای الکتروموتوری متناسب با تعداد دورهای پیچشی است، بنابراین:
رابطه جریان
به غیر از تغییرات ولتاژ، ترانسفورماتورها همچنین جریان را تغییر میدهند. بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی، جریان پریمیتور I1 و جریان ثانویه I2
رابطه بین آنها به قوانین زیر پیروی میکند:
این به این معنی است که اگر ترانسفورماتور یک ترانسفورماتور بوستر باشد، جریان ثانویه کاهش خواهد یافت؛ اگر یک ترانسفورماتور استپ-داون باشد، جریان ثانویه افزایش خواهد یافت.
رابطه توان
در شرایط ایدهآل، توان ورودی ترانسفورماتور برابر با توان خروجی (با نادیده گرفتن ضایعات) است:
سناریوهای کاربردی
نسبت تبدیل ترانسفورماتور دارای محدوده وسیعی از سناریوهای کاربردی است، شامل اما نه محدود به:
انتقال توان: در فرآیند انتقال توان، از ترانسفورماتورهای بوستر برای افزایش ولتاژ برای کاهش ضایعات در خط انتقال استفاده میشود؛ ترانسفورماتورهای استپ-داون برای تبدیل ولتاژ بالا در محل مصرف به ولتاژ کمتر مناسب برای استفاده خانگی و صنعتی استفاده میشوند.
توزیع توان: در سیستم توزیع توان، از ترانسفورماتورها برای تبدیل ولتاژ شبکه ولتاژ بالا به ولتاژ مناسب برای استفاده در شبکه محلی استفاده میشود.
کاربردهای صنعتی: در انواع تجهیزات صنعتی، از ترانسفورماتورها برای تبدیل ولتاژ شبکه به ولتاژ مناسب برای عملکرد یک تجهیز خاص استفاده میشود.
آزمایشگاه و تحقیقات: در آزمایشگاهها، از ترانسفورماتورها برای تولید ولتاژ یا جریان خاص برای برآوردن نیازهای آزمایشی استفاده میشود.
طراحی و انتخاب
هنگام طراحی و انتخاب یک ترانسفورماتور، نیاز است به عوامل زیر توجه شود:
نیازهای بار: نسبت تبدیل مناسب را بر اساس نیازهای خاص بار انتخاب کنید تا مطمئن شوید ولتاژ خروجی نیازهای بار را برآورده میکند.
سطح ولتاژ: ترانسفورماتور متناسب را بر اساس سطح ولتاژ سیستم توان انتخاب کنید.
ظرفیت: ظرفیت ترانسفورماتور را بر اساس حداکثر نیازهای توان بار انتخاب کنید.
کارایی: یک ترانسفورماتور کارآمد را برای کاهش ضایعات انتخاب کنید.
قابلیت اطمینان: ترانسفورماتورهای با کیفیت بالا را برای اطمینان از عملکرد پایدار بلندمدت انتخاب کنید.
