อะไรคืออัตราส่วนการแปลง

อะไรคืออัตราส่วนการแปลง?

อัตราส่วนการแปลงของหม้อแปลงหมายถึงความสัมพันธ์เชิงสัดส่วนระหว่างจำนวนรอบของขดลวดหลักและขดลวดรองของหม้อแปลง ซึ่งกำหนดความสามารถในการแปลงแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลง อัตราส่วนการแปลงเป็นหนึ่งในคุณสมบัติพื้นฐานที่สำคัญที่สุดของหม้อแปลงและใช้เพื่ออธิบายว่าหม้อแปลงเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเป็นแรงดันไฟฟ้าขาออกอย่างไร

คำนิยาม

อัตราส่วนการแปลงของหม้อแปลงถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของจำนวนรอบในขดลวดหลัก N1 ต่อจำนวนรอบในขดลวดรอง N2:

อัตราส่วนการแปลงยังสามารถแสดงในรูปของแรงดัน คือ อัตราส่วนของแรงดันหลัก V1 ต่อแรงดันรอง V2:

ประเภท

หม้อแปลงเพิ่มแรงดัน: เมื่อ N1<N2 อัตราส่วนการแปลง n<1 แรงดันหลักจะต่ำกว่าแรงดันรอง คือ V1<V2.

หม้อแปลงลดแรงดัน: เมื่อ N1>N2 อัตราส่วนการแปลง n>1 แรงดันหลักจะสูงกว่าแรงดันรอง คือ V1>V2

หม้อแปลงแยกวงจร: เมื่อ N1=N2 อัตราส่วนการแปลง n=1 แรงดันหลักจะเท่ากับแรงดันรอง คือ V1 เท่ากับ V2.

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของหม้อแปลงอาศัยกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อมีกระแสไฟฟ้าสลับผ่านขดลวดหลัก จะสร้างสนามแม่เหล็กสลับรอบขดลวด สนามแม่เหล็กนี้จะผ่านขดลวดรองและเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้า (EMF) ในขดลวดรองตามกฎของ Faraday ขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำขึ้นมาจะสัดส่วนกับจำนวนรอบในขดลวด ดังนั้น:

ความสัมพันธ์ของกระแส

นอกจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันแล้ว หม้อแปลงยังเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าด้วย ตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสหลัก I1 และกระแสรอง I2

ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองตามกฎต่อไปนี้:

นั่นหมายความว่า หากหม้อแปลงเป็นหม้อแปลงเพิ่มแรงดัน กระแสรองจะลดลง แต่หากเป็นหม้อแปลงลดแรงดัน กระแสรองจะเพิ่มขึ้น

ความสัมพันธ์ของกำลัง

ในทางทฤษฎี กำลังขาเข้าของหม้อแปลงเท่ากับกำลังขาออก (ไม่คำนึงถึงการสูญเสีย):

สถานการณ์การประยุกต์ใช้งาน

อัตราส่วนการแปลงของหม้อแปลงมีขอบเขตการประยุกต์ใช้งานที่กว้างขวาง รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง:

•  การส่งกำลังไฟฟ้า: ในการส่งกำลังไฟฟ้า หม้อแปลงเพิ่มแรงดันถูกใช้เพื่อเพิ่มแรงดันเพื่อลดการสูญเสียพลังงานในสายส่ง ขณะที่หม้อแปลงลดแรงดันถูกใช้เพื่อแปลงไฟฟ้าแรงดันสูงที่ปลายทางผู้ใช้เป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในครัวเรือนและอุตสาหกรรม

• การกระจายกำลังไฟฟ้า: ในระบบการกระจายกำลังไฟฟ้า หม้อแปลงถูกใช้เพื่อแปลงแรงดันของระบบไฟฟ้าแรงดันสูงเป็นแรงดันที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานบนระบบไฟฟ้าท้องถิ่น

• การใช้งานในอุตสาหกรรม: ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมหลากหลายชนิด หม้อแปลงถูกใช้เพื่อแปลงแรงดันของระบบไฟฟ้าเป็นแรงดันที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของอุปกรณ์เฉพาะ

• ห้องปฏิบัติการและการวิจัย: ในห้องปฏิบัติการ หม้อแปลงถูกใช้เพื่อก่อให้เกิดแรงดันหรือกระแสที่เฉพาะเจาะจงเพื่อตอบสนองความต้องการในการทดลอง

การออกแบบและการเลือกใช้

เมื่อออกแบบและเลือกใช้หม้อแปลง จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

• ความต้องการของโหลด: เลือกอัตราส่วนการแปลงที่เหมาะสมตามความต้องการเฉพาะของโหลด เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันขาออกตรงตามความต้องการของโหลด

• ระดับแรงดัน: เลือกหม้อแปลงที่เหมาะสมตามระดับแรงดันของระบบไฟฟ้า

• ความจุ: เลือกความจุของหม้อแปลงตามความต้องการกำลังสูงสุดของโหลด

• ประสิทธิภาพ: เลือกหม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน

• ความน่าเชื่อถือ: เลือกหม้อแปลงคุณภาพสูงเพื่อให้มั่นใจในการทำงานอย่างมั่นคงในระยะยาว