변압비는 무엇인가요?

변환 비율이란?

트랜스의 변환 비율은 트랜스의 일차와 이차 권선 사이의 회전수 비례 관계를 나타내며, 이는 트랜스의 전압 변환 능력을 결정합니다. 변환 비율은 트랜스의 가장 기본적인 특성 중 하나로, 트랜스가 입력 전압을 출력 전압으로 어떻게 변화시키는지를 설명하는 데 사용됩니다.

정의

트랜스의 변환 비율은 일차 권선 N1의 회전수와 이차 권선 N2의 회전수의 비율로 정의됩니다:

변환 비율은 또한 전압으로 표현할 수 있으며, 즉 일차 전압 V1과 이차 전압 V2의 비율입니다:

유형

부스터 트랜스: N1<N2일 때, 변환 비율 n<1이며, 일차 전압은 이차 전압보다 낮습니다. 즉, V1<V2입니다.

스텝다운 트랜스: N1>N2일 때, 변환 비율 n>1이며, 일차 전압은 이차 전압보다 높습니다. 즉, V1>V2입니다.

절연 트랜스: N1=N2일 때, 변환 비율 n=1이며, 일차 전압은 이차 전압과 같습니다. 즉, V1은 V2와 같습니다.

작동 원리

트랜스의 작동 원리는 전자기 유도 법칙에 기반합니다. 교류 전류가 일차 권선을 통과할 때, 권선 주위에 교류 자기장이 생성됩니다. 이 자기장은 이차 권선을 통해 퍼지며, 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 이차 권선에서 전동력(EMF)을 유도합니다. 유도된 전동력의 크기는 권선의 회전수에 비례하므로:

전류 관계

전압 변화 외에도 트랜스는 전류도 변화시킵니다. 전자기 유도 법칙에 따르면, 일차 전류 I1과 이차 전류 I2

그들의 관계는 다음과 같은 규칙을 따릅니다:

즉, 트랜스가 부스터 트랜스인 경우, 이차 전류는 감소합니다. 스텝다운 트랜스인 경우, 이차 전류는 증가합니다.

전력 관계

이론적으로 트랜스의 입력 전력은 출력 전력(손실 무시)과 같습니다:

응용 사례

트랜스의 변환 비율은 다양한 응용 사례를 가지고 있으며, 다음을 포함하지만 이에 국한되지 않습니다:

•  전력 송전: 전력 송전 과정에서 부스터 트랜스는 송전 선로에서 에너지 손실을 줄이기 위해 전압을 높입니다. 스텝다운 트랜스는 최종 사용자에게 도달한 고전압 전기를 가정 및 산업용으로 적합한 저전압 전기로 변환합니다.

• 전력 배전: 전력 배전 시스템에서 트랜스는 고전압 그리드의 전압을 지역 그리드에서 사용하기 적합한 전압으로 변환합니다.

• 산업 응용: 다양한 산업 장비에서 트랜스는 그리드 전압을 특정 장비의 작동에 적합한 전압으로 변환합니다.

• 실험실 및 연구: 실험실에서 트랜스는 실험 요구에 맞는 특정 전압이나 전류를 생성합니다.

설계 및 선택

트랜스를 설계하고 선택할 때 다음과 같은 요소를 고려해야 합니다:

• 부하 요구사항: 부하의 특정 요구사항에 따라 적절한 변환 비율을 선택하여 출력 전압이 부하의 요구사항을 충족하도록 합니다.

• 전압 수준: 전력 시스템의 전압 수준에 따라 해당 트랜스를 선택합니다.

• 용량: 부하의 최대 전력 요구사항에 따라 트랜스의 용량을 선택합니다.

• 효율: 효율적인 트랜스를 선택하여 에너지 손실을 줄입니다.

• 신뢰성: 장기적인 안정적인 작동을 위해 고품질의 트랜스를 선택합니다.