Vad är förhållande mellan spänningar?

Vad är transformationsförhållandet?

Transformatorns transformationsförhållande hänvisar till det proportionella förhållandet mellan antalet varv i primär- och sekundärvindningen av transformatorn, vilket bestämmer transformatorns spänningskonverteringsförmåga. Transformationsförhållandet är en av de mest grundläggande egenskaperna hos en transformator och används för att beskriva hur transformatorn ändrar inmatningsspänningen till utmatningsspänningen.

Definition

Transformatorns transformationsförhållande definieras som förhållandet mellan antalet varv i primärvarvningen N1 och antalet varv i sekundärvarvningen N2:

Transformationsförhållandet kan också uttryckas i termer av spänning, det vill säga förhållandet mellan primärspänningen V1 och sekundärspänningen V2:

Typ

Förstärkande transformator: när N1<N2, är transformationsförhållandet n<1, primärspänningen är lägre än sekundärspänningen, det vill säga V1<V2.

Spänningsnedsättande transformator: när N1>N2, är transformationsförhållandet n>1, primärspänningen är högre än sekundärspänningen, det vill säga V1>V2

Isolerande transformator: när N1=N2, är transformationsförhållandet n=1, primärspänningen är lika med sekundärspänningen, det vill säga V1 är lika med V2.

Arbetsprincip

Transformatorers arbetsprincip bygger på lagarna för elektromagnetisk induktion. När ett växelström passerar genom primärvarvningen skapar det ett växlande magnetfält runt varvningen. Detta magnetfält passerar genom sekundärvarvningen och inducerar en elektromotorisk kraft (EMK) i sekundärvarvningen enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion. Storleken på den inducerade elektromotoriska kraften är proportionell mot antalet varv i varvningen, så:

Strömförhållanden

Utöver spänningsskillnader ändrar transformatorer också ström. Enligt lagen om elektromagnetisk induktion, primärströmmen I1 och sekundärströmmen I2

Förhållandet mellan dem följer följande regler:

Detta betyder att om transformatorn är en förstärkande transformator, kommer sekundärströmmen att minska; Om det är en spänningsnedsättande transformator, kommer sekundärströmmen att öka.

Effektförhållanden

Idealt sett är inmatningseffekten för transformatorn lika med utmatningseffekten (utan hänsyn till förluster) :

Användningsscenarion

Transformatorns transformationsförhållande har ett brett spektrum av användningsscenarion, inklusive men inte begränsat till:

•  Energiförsörjning: Under processen för energiförsörjning används förstärkande transformatorer för att öka spänningen för att minska energiförlusten i ledningen; Spänningsnedsättande transformatorer används för att konvertera högspänning vid slutanvändaren till lågspänning lämplig för hemmabruk och industriellt bruk.

• Energifördelning: I ett energifördelningsystem används transformatorer för att konvertera spänningen i ett högspänningsnät till en spänning lämplig för användning i det lokala nätet.

• Industriella tillämpningar: I olika industriella utrustningar används transformatorer för att konvertera nätspänningen till spänningen lämplig för drift av en viss utrustning.

• Laboratorium och forskning: I laboratorier används transformatorer för att generera specifika spänningar eller strömmar för att uppfylla experimentella behov.

Design och urval

När man designer och väljer en transformator behöver följande faktorer beaktas:

• Belastningskrav: Välj det lämpliga transformationsförhållandet enligt de specifika kraven för belastningen för att säkerställa att utmatningsspänningen uppfyller belastningens krav.

• Spänningsnivå: Välj den motsvarande transformatorn enligt spänningsnivån i elkraftsystemet.

• Kapacitet: Välj transformatorns kapacitet enligt belastningens maximala effektbehov.

• Effektivitet: Välj en effektiv transformator för att reducera energiförlust.

• Tillförlitlighet: Välj högkvalitativa transformatorer för att säkerställa långsiktig stabilt drift.