Wat is Transformatieverhouding?

Wat is de Transformatieverhouding?

De transformatieverhouding verwijst naar het verhoudingsverband tussen het aantal windingen in de primaire en secundaire winding van de transformator, wat de spanningsoversettingscapaciteit van de transformator bepaalt. De transformatieverhouding is een van de meest basale kenmerken van een transformator en wordt gebruikt om te beschrijven hoe de transformator de ingangsspanning in uitgangsspanning verandert.

Definitie

De transformatieverhouding van de transformator wordt gedefinieerd als het verhoudingsgetal van het aantal windingen in de primaire winding N1 ten opzichte van het aantal windingen in de secundaire winding N2:

De transformatieverhouding kan ook worden uitgedrukt in termen van spanning, dat wil zeggen, het verhoudingsgetal van de primaire spanning V1 ten opzichte van de secundaire spanning V2:

Type

Spanningsverhogende transformator: wanneer N1<N2, is de transformatieverhouding n<1, de primaire spanning is lager dan de secundaire spanning, dat wil zeggen V1<V2.

Spanningsverlagende transformator: wanneer N1>N2, is de transformatieverhouding n>1, de primaire spanning is hoger dan de secundaire spanning, dat wil zeggen V1>V2

Isolatietransformator: wanneer N1=N2, is de transformatieverhouding n=1, de primaire spanning is gelijk aan de secundaire spanning, dat wil zeggen V1 is gelijk aan V2.

Werkprincipe

Het werkprincipe van transformators is gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie. Wanneer een wisselstroom door de primaire winding loopt, creëert dit een wisselend magnetisch veld rond de winding. Dit magnetisch veld gaat door de secundaire winding en induceert een elektromotief kracht (EMK) in de secundaire winding volgens Faradays wet van elektromagnetische inductie. De grootte van de geïnduceerde EMK is evenredig met het aantal windingen, dus:

Stroomrelatie

Naast spanningwijzigingen veranderen transformators ook stroom. Volgens de wet van elektromagnetische inductie zijn de primaire stroom I1 en de secundaire stroom I2

Het verband tussen hen volgt de volgende regels:

Dit betekent dat bij een spanningsverhogende transformator de secundaire stroom zal afnemen; bij een spanningsverlagende transformator zal de secundaire stroom toenemen.

Verband tussen vermogen

Ideaal gezien is het ingangsvermogen van de transformator gelijk aan het uitgangsvermogen (met uitzondering van verliezen) :

Toepassingsgebied

De transformatieverhouding heeft een breed scala aan toepassingsgebieden, waaronder maar niet beperkt tot:

•  Energieoverdracht: Tijdens de energieoverdracht worden spanningsverhogende transformators gebruikt om de spanning te verhogen om energieverlies in de overdrachtslijn te verminderen; spanningsverlagende transformators worden gebruikt om hoge spanning aan de eindgebruiker om te zetten in lage spanning die geschikt is voor huishoudelijk en industrieel gebruik.

• Energieverdeling: In een energieverdelingssysteem worden transformators gebruikt om de spanning van een hoogspanningsnetwerk om te zetten in een spanning die geschikt is voor gebruik op het lokale netwerk.

• Industriële toepassingen: In diverse industriële apparatuur worden transformators gebruikt om de netwerkspanning om te zetten in de spanning die geschikt is voor de werking van specifiek apparaat.

• Laboratorium en onderzoek: In laboratoria worden transformators gebruikt om specifieke spanningen of stromen te genereren om aan experimentele behoeften te voldoen.

Ontwerp en selectie

Bij het ontwerpen en selecteren van een transformator moeten de volgende factoren worden overwogen:

• Belastingsvereisten: Selecteer de juiste transformatieverhouding op basis van de specifieke vereisten van de belasting om ervoor te zorgen dat de uitgangsspanning voldoet aan de vereisten van de belasting.

• Spanningsniveau: Selecteer de overeenkomstige transformator op basis van het spanningsniveau van het elektriciteitsnetwerk.

• Capaciteit: Selecteer de capaciteit van de transformator op basis van de maximale vermogensvereisten van de belasting.

• Efficiëntie: Kies een efficiënte transformator om energieverlies te verminderen.

• Betrouwbaarheid: Selecteer kwalitatieve transformators om langdurig stabiele werking te waarborgen.