Trasformazzjonijiet Elettrika – Formoli u Ekwazzjonijiet

Il-trasformaturi huma waħda mill-elettrika l-iżjed komuni, u jistgħu jintlu f'varjetà ta' applikazzjonijiet fit-tqassim tal-ingenerija elettrika, inkluż is-sistemi tal-enerġija. Għalhekk, fil-pożizzjoni ta' ingegnu er elettriku, huwa sovent meħtieġ li tikkalkula varjetà ta' karatteristiċi tas-silġur fl-inġann tar-rabta biex tintestajja’ l-kondizzjonijiet fejn huwa jagħmel. Biex dan jiġi effettwat, għandek tuża equazzjonijiet konvenzjonali, li jistgħu jiġu osservati fid-dawl tal-sezzjonijiet li jmissu fiha din il-poġġa.

X’huwa it-Trasformatur?

It-trasformatur huwa ekipament elettriku statiku tal-korrent alternativ li jintużaw fis-sistemi tal-enerġija elettrika biex jagħmlu modifikazzjonijiet fil-livell tal-volttagġ skont ir-riqust. Dan jista’ jnifsu l- żid jew tneħħija tal-volttagġ. Il-livell tal-volttagġ u tal-korrent jistgħu jiġu mmudifikati minn trasformatur, iżda l-frekwenza tfiha l-istess.

Tipi differenti ta’ trasformaturi

It-trasformatur jista’ jkun klassifikat bħal waħda minn dawn it-tliet kategoriji skont modu ta’ operazzjoni:

• It-trasformatur ta’ żid jżid il-livell tal-volttagġ minn livell infeżor għal livell superjur.

• It-trasformatur ta’ neħħija jniżżel il-livell tal-volttagġ minn livell superjur għal livell infeżor.

• It-trasformatur ta’ isolazzjoni ma jmodifika l-ebda livell tal-volttagġ, iżda jisola elettrikament żewġ sistemi elettriku indipendenti. Din tista’ tkun wkoll magħrufa bħala trasformatur 1-1.

Equazzjoni EMF tal-Trasformatur

Il-term “equazzjoni EMF tal-trasformatur” referixxu lil-formola matematika li tiddetermina valur tal-kamp elettromagnetiku (EMF) induttat fil-għoljiet tal-trasformatur.

L-equazzjoni għal il-kamp elettromagnetiku tal-għolj primar huwa kif tieħu:

E1=4.44fϕmN1=4.44fBmAN1

Il-linja għal l-kamp elettromagnetiku tal-winding sekondarju hija bħal talfi:

E2=4.44fϕmN2=4.44fBmAN2

Fejn,

f - Frequenza tas-silġ,

ϕm – Flux massimu fl-aċċu,

Bm– Densità ta’ flux massimu fl-aċċu,

A – Area tas-silġ tal-aċċu,

N1 u N2 – Numru ta’ voltanji fil-winding primarju u sekondarju.

Raġel tal-Ġirien tal-Transformer

Il-raqam tal-ġirien tal-transformer jgħadddi bħala rapport mill-numru ta’ ġirien fil-parti primarja (N1) għal in-numru ta’ ġirien fil-parti sekondarja (N2) tal-transformer.

Raġel tal-Ġirien=Ġirien primarji(N1)/Ġirien sekondarji(N2)

Raġel tal-Transformazzjoni tal-Voltatt

It-trem “raġel tal-voltatt” jreferi lil relazzjoni bejn il-voltatt tal-output tas-silġ alternativ (AC) tal-transformer u l-voltatt tal-input tas-silġ alternativ (AC). Tiddena bil-K.

Raġel tal-Transformazzjoni tal-Voltatt,

K=Voltatt tal-Output (V2)/Voltatt tal-Input (V1)

Raġel tal-Transformazzjoni tal-Kurrent

It-trem “raġel tal-transformazzjoni tal-kurrent” jreferi lil proporzjon mill-kurrent tal-output tal-transformer, li huwa kurrent li qed jiġi flus minn ġirien sekondarji, għal kurrent tal-input, li huwa kurrent li qed jiġi flus minn ġirien primarji.

Raġel tal-Transformazzjoni tal-Kurrent,

K=Kurrent tal-ġilb tas-silġ (I2)/Kurrent tal-ġilb primarju (I1)

Relazzjoni bejn il-Rapport ta’ Trasformazzjoni tal-Kurrent, il-Rapport ta’ Trasformazzjoni tal-Voltiġġ, u l-Rapport tal-Numru ta’ Vòluti

Il-formola li ġejja tindika r-relazzjoni li tkun bejn il-rapezz tal-vòluti, il-rapezz ta’ trasformazzjoni tal-voltiġġ, u l-rapezz ta’ trasformazzjoni tal-kurrent:

Rapport tal-Vòluti =N1/N2=V1/V2=I2/I1=1/K

F’din il-kondizzjoni, il-rapezz ta’ trasformazzjoni tal-voltiġġ jiġi reċiprokat mill-rapezz ta’ trasformazzjoni tal-kurrent. Dan għalhekk li meta trasformer jirriżolvi l-voltiġġ, huwa fl-istess waqt jiksejjel il-kurrent fil-proporzjon stess biex jkun nservat il-qwiżienza tal-forza tal-kamp magneżiku (MMF) fit-tif.

Ekwazzjoni tal-Trasformer tal-MMF

Forza Magnetomottriċi indikata bħala MMF. Il-klasifikazzjoni tal-ampere-vòluti tal-trasformer hija isem ieħor għall-MMF. Il-fluss magneżiku stabilit fit-tif tal-trasformer huwa mħallal mill-MMF. Huwa determinat permezz tal-moltiplikazzjoni tal-numru tal-vòluti fil-ġilb billi kurrent li qed jagħmel passa minn fih.

Ġilb primarju, MMF=N1I1

Il-ġir waris,MMF=N2I2

Fejn,

I1-Kurrent fl-ġir primarju tal-transformer

I2– Kurrent fl-ġir waris tal-transformer

Reżistanza Ekwivalenti ta' l-Ġirjar tal-Transformer

Talħas il-fil tal-ramel ftit u ħafna għal ikteb il-ġirjar primarju u waris tal-transformer. B'dan il-mod, huma jippossiedu reżistanza definita, bħalissa waħda li tkun baża. R1 huwa is-simbolu użu biex jindika r-reżistanza tal-ġirjar primarju, mentri R2 huwa is-simbolu użu biex jirrapreżenta r-reżistanza tal-ġirjar waris.

B'mod referenzi għall-kirkit komplet tal-transformer, jew fuq is-silġ primarju jew waris, t-tara reżistanza ekwivalenti tal-ġirjar tal-transformer tippresentata.

Għalhekk, t-tara reżistanza ekwivalenti tal-ġirjar fuq is-silġ primarju tal-transformer tista' tikseb bl-mod li jmiss:

R01=[R1+R′2]=[R1+(R2/K2)]

Il-kariga ekwivalenti tal-winding fuq il-parti sekondarja tat-transformer jista’ jikkalkulah b’dan mod:

R02=[R2+R′1]=[R2+(R1K2)]

Fejn,

R1 ′ tirrappreżenta l-kariga tal-winding primarju fir-riferiment mal-parti sekondarja,

R2 ′ tirrappreżenta l-kariga tal-winding sekondarju fir-riferiment mal-parti primarja,

R1 tirrappreżenta kariga tal-winding primarju,

R2 tirrappreżenta kariga tal-winding sekondarju,

R01 jiġifiera l-resistenza ekvivalenti tal-trasformatur minn refferenza għal is-silġ primarju, u

R02 jiġifiera l-resistenza ekvivalenti tal-trasformatur minn refferenza għal is-silġ sekondarju.

Reattanza tal-fluss ta’ l-ebda fil trasformatur

Il-term “reattanża tal-fluss ta’ l-ebda fil trasformatur” jiġifiera l-reattanża induttiva li tiġi miftuħa mill-fluss magnetiku tal-ebda fil trasformatur.

F’dan il-kontest, dwar is-silġ primarju,

X1= E1/I1

F’dan il-kontest, dwar is-silġ sekondarju

X2= E2/I2

F’dan l-eżpressjon,

X1 jiġifiera l-reattanża tal-fluss ta’ l-ebda fis-silġ primarju,

X2 irrapprazenta l-reatanza tal-leakage tal-maċċina sekondarja,

E1 irrapprazenta l-emf self-induced tal-maċċina primarja, u

E2 irrapprazenta l-emf self-induced tal-maċċina sekondarja.

Reatanza Ekwivalenti tal-Maċċini tal-Transformer

Il-reatanza kompletta li t-tal-maċċini primarja u sekondarja tal-Transformer jgħaddu għal il-reatanza totali, li tintitjela bħala reatanza ekwivalenti.

Il-reatanza ekwivalenti tal-Transformer, meta tapplica ll-ġanċ tal-primarju, hija kif tieħu:

X01=[X1+X′2]=[X1+(X2/K2) ]

Il-reatanza ekwivalenti tal-Transformer, meta tapplica ll-ġanċ tal-sekondarju, hija kif tieħu:

X02=[X2+X′1]=[X2+(K2X1)]

F’l dan l-iżvil,

X1‘ turi r-risposta tal-lanġas tal-baħar primarju fil-lanġas sekondarju, u

X2‘ turi r-risposta tal-lanġas sekondarju fil-lanġas primarju.

Impedanza Totale tal-Lanġas tas-Transformer

Il-term “impedanza totale tal-lanġas tas-transformer” turi l-opposizzjoni li jiġi pruvduta mill-kombinazzjoni ta’ l-resistenzi tal-lanġas u r-risposta tal-lanġas.

L-impedanza tal-lanġas primarju tas-transformer turi bħala

Z1=√R21+X21

L-impedanza tal-lanġas sekondarju tas-transformer turi bħala

Z2=√R22+X22

Fl-Anqas tas-silġ tad-darba, l-impedanza ekwivalent kalkulata hekk:

Z01=√R201+X201

Fl-Anqas tat-tieni, l-impedanza ekwivalent kalkulata hekk:

Z02=√R202+X202

Equazzjonijiet tal-Tensjoni tal-Input u tal-Output ta' Transformer

Fl-kirkit ekwivalent ta' transformer, it-talbija KVL tuża biex tiktieb l-equazzjonijiet tal-tensjoni għal input u output tal-transformer.

L-equazzjoni għat-tensjoni tal-input ta' transformer tista' tikteb hekk:

V1=E1+I1R1+jI1X1=E1+I1(R1+jX1)=E1+I1Z1

Il-formola għal voltazz tal-aħħar tal-trasformatur tista' tikteb b'dan il-mod:

V2=E2−I2R2−jI2X2=E2−I2(R2+jX2)=E2−I2

Ħsara tal-Trasformatur

1). Ħsara tal-nuċel &

2). Ħsara tal-raġel

humma l-iżjed tnejn ta’ tip ta’ ħsara li jistgħu jiġu fl-aċċanżatur.

1). Ħsara tal-ġelgħa

Il-ħsara tal-istabbiltà insieme ma’ l-ħsara tal-kurrenti eddijenti jiġu skontibu għal l-ħsara kumulattiva tal-ġelgħa tal-aċċanżatur, li tista’ tiġi espresa bħala:

Ħsara tal-ġelgħa=Ph+Pe

Fl-kondizzjoni din, l-ħsara tal-istabbiltà tiġi minn rivoluzzjoni magneża li tiġi fil-ġelgħa.

Ħsara tal-istabbiltà,Ph=ηB1.6maxfV

Fittiefa, l-ħsara tal-kurrenti eddijenti tiġi mill-kurrenti eddijenti li jiġu f’l-interior tal-ġelgħa.

Ħsara tal-kurrenti eddijenti,Pe=keB2mf2t2

Fejn,

η – Il-koeffiċjent Steinmetz,

Bm– Densità massima di flusso del nucleo,

Ke– Costante di corrente indotta,

f – Frequenza di inversione del flusso magnetico, u

V – Volumi del nucleo.

2). Perdita di rame

Il perdita di rame si verifica a causa della resistenza elevata degli avvolgimenti del trasformatore.

Perdita di rame=I21R1+I22R2

Regolazione di tensione del trasformatore

La variazione della tensione d'uscita di un trasformatore da carico nullo a carico pieno viene descritta come la regolazione di tensione del trasformatore e viene misurata rispetto alla tensione a carico nullo del trasformatore.

Regolazione di tensione=(Tensione a carico nullo - Tensione a carico pieno)/Tensione a carico nullo

Efficienza del trasformatore

L-efiċienza tal-transformatur hija definita bħala rapport ta’ l-enerġija tal-ewwel għal l-enerġija tal-kelb.

Efikjenza,η=Output power(Po)/Input power(Pi)

Efikjenza,η=Output power/(Output power+Losses)

Efikjenza tal-Transformatur Taħt Kondizzjonijiet Tal-Ħamla Kollha

Il-formola li ġejja tuża biex tiddetermina l-efikjenza tal-transformatur f’karika speċifiċa:

η= x × full load kVA×power factor/(x × full load kVA×power factor)+Losses

Efikjenza tal-Transformatur Għal 24 Saġġa

L-efikjenza tal-24 saġġa tal-transformatur hija definita bħala rapport mill-enerġija tal-ewwel (kWh) għall-enerġija tal-kelb (kWh) waqt perjodu ta’ 24 saġġa.

ηallday=Enerġija tal-ewwel f’kWh / Enerġija tal-kelb f’kWh

Kondizzjoni għal l-Efikjenza Maksima tal-Transformatur

Meta l-perdiżi tal-nuċleu u l-perdiżi tal-kupru tal-transformatur huma ugwal, l-efikjenza tal-transformatur tkun fl-ammont massimu tagħha.

Dinheb, biex tiġi raggiunta l-efikjenza massima tal-transformatur

Ħassar tal-ramel=Ħassar tal-kern

Effiċjenza massima tal-transformatur relatata għal kurrent tal-iktar

Il-kurrent tal-iktar (jew) il-kurrent tal-bobbina sekondarja għall-effiċjenza massima tal-transformatur jipprovdiwa,

I2=√Pi/R02

Konklussjoni

Din il-pożta spjegat il-formoli essenzjali tal-transformaturi elektriku, li huma waħran importanti għal kull student tal-inġinerija elektrika u kull profesjonist tal-inġinerija elektrika.

Deklarazzjoni: Respektu l-oriġinal, l-artikoli tajbin huma digni ta' xtieq, jekk ikun hemm infringement jogħġbok ikkuntattja biex jiġi skansat.