Трансформатор: Какво е това?

Какво е трансформатор?

Трансформаторът е дефиниран като пасивно електрическо устройство, което прехвърля електрическа енергия от един контур към друг чрез процеса на електромагнитна индукция. Най-често се използва за увеличаване (‘step up’) или намаляване (‘step down’) на напрежението между контуровете.

Работен принцип на трансформатора

Работният принцип на трансформатора е много прост. Мутуалната индукция между две или повече витки (известни още като бобини) позволява прехвърлянето на електрическа енергия между контуровете. Този принцип е обяснен по-подробно по-долу.

Теория на трансформатора

Представете си, че имате една витка (известна още като бобина), която е подхранвана от алтернативен електрически източник. Алтернативният ток през витката произвежда непрекъснато променящо се и алтерниращо магнитно поле, което обгръща витката.

Ако друга витка бъде приближена до тази витка, част от това алтерниращо магнитно поле ще свърже с втората витка. Тъй като това магнитно поле непрекъснато се променя по амплитуда и посока, трябва да има променливо магнитно поле, свързано с втората витка или бобина.

Според Закона на Фарадей за електромагнитната индукция, ще се индуцира ЕДС във втората витка. Ако контурът на тази вторична витка е затворен, то ток ще протече през него. Това е основният работен принцип на трансформатора.

Нека използваме електрически символи, за да помогнем за визуализацията. Витката, която получава електрическа мощност от източника, е известна като ‘первична витка’. В диаграмата по-долу това е ‘Първа бобина’.

Витката, която дава желаното изходно напрежение поради мутуална индукция, е известна като ‘вторична витка’. Това е ‘Втора бобина’ в диаграмата по-горе.

Трансформаторът, който увеличава напрежението между первичната и вторичната витка, се дефинира като степ-ап трансформатор. Обратно, трансформаторът, който намалява напрежението между первичната и вторичната витка, се дефинира като степ-даун трансформатор.

Дали трансформаторът увеличава или намалява напрежението зависи от относителния брой виткове между первичната и вторичната страна на трансформатора.

Ако има повече виткове в первичната бобина отколкото във вторичната, то напрежението ще намалее (степ-даун).

Ако има по-малко виткове в первичната бобина отколкото във вторичната, то напрежението ще се увеличи (степ-ап).

Въпреки че диаграмата на трансформатора по-горе е теоретически възможна в идеален трансформатор – не е много практичен. Това е защото в открит въздух само малка част от магнитното поле, произведено от първата бобина, ще свърже с втората бобина. Така токът, който протича през затворения контур, свързан с вторичната витка, ще бъде изключително малък (и труден за измерване).

Скоростта на изменение на магнитното поле зависи от количеството свързано магнитно поле с вторичната витка. Затова идеално почти всичко магнитно поле на первичната витка трябва да свърже с вторичната витка. Това се извършва ефективно и ефикасно чрез използването на ядро на трансформатора. Това осигурява път с ниско съпротивление, общ за двете витки.

Целта на ядрото на трансформатора е да предостави път с ниско съпротивление, през който максималното количество магнитно поле, произведено от первичната витка, минава и свързва с вторичната витка.

Токът, който преминава през трансформатора, когато той е включен, се нарича начален ток на трансформатора.

Ако предпочитате анимирано обяснение, по-долу е видео, което обяснява точно как работи трансформатора:

Части и конструкция на трансформатора

Три основни части на трансформатора:

• Первична витка на трансформатора

• Магнитно ядро на трансформатора

• Вторична витка на трансформатора

Первична витка на трансформатора

Която произвежда магнитно поле, когато е свързана с електрически източник.

Магнитно ядро на трансформатора

Магнитното поле, произведено от первичната витка, което ще премине през този път с ниско съпротивление, свързан с вторичната витка, и ще създаде затворен магнитен контур.

Вторична витка на трансформатора

Магнитното поле, произведено от первичната витка, преминава през ядрото и свързва с вторичната витка. Тази витка също е оплетена около същото ядро и дава желания изход на трансформатора.

Изявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на права се обратете за изтриване.