변압기: 무엇인가?

트랜스포머란?

트랜스포머는 트랜스포머라고 정의되며, 이것은 전기 에너지를 한 회로에서 다른 회로로 전자기 유도를 통해 이동시키는 수동적인 전기 장치입니다. 가장 일반적으로 사용되는 용도는 회로 간의 전압을 증가('step up')하거나 감소('step down')시키는 것입니다.

트랜스포머의 작동 원리

트랜스포머의 작동 원리는 매우 간단합니다. 두 개 이상의 와인딩(또는 코일) 사이의 상호 유도에 의해 전기 에너지가 회로 간에 전달됩니다. 이 원리는 아래에서 자세히 설명됩니다.

트랜스포머 이론

교류 전원으로 공급되는 하나의 와인딩(또는 코일)이 있다고 가정해 보겠습니다. 와인딩을 통과하는 교류는 계속해서 변화하고 교대하는 플럭스를 생성하여 와인딩 주변을 둘러싸게 됩니다.

이 와인딩에 다른 와인딩이 가까워지면, 일부 교대 플럭스가 두 번째 와인딩과 연결됩니다. 이 플럭스가 그 크기와 방향이 계속 변하므로, 두 번째 와인딩이나 코일에서는 반드시 플럭스 연계가 변하게 됩니다.

파라데이의 전자기 유도 법칙에 따르면, 두 번째 와인딩에서 EMF가 유도됩니다. 만약 이 두 번째 와인딩의 회로가 폐쇄되어 있다면, 전류가 흐르게 됩니다. 이것이 기본적인 트랜스포머의 작동 원리입니다.

전기 기호를 사용하여 이를 시각화해 보겠습니다. 소스로부터 전기를 받는 와인딩은 '주 와인딩'이라고 합니다. 위 도면에서 '첫 번째 코일'입니다.

상호 유도에 의해 원하는 출력 전압을 제공하는 와인딩은 일반적으로 '부 와인딩'이라고 합니다. 위 도면에서 '두 번째 코일'입니다.

주 와인딩에서 부 와인딩으로 전압을 증가시키는 트랜스포머는 증압 트랜스포머로 정의됩니다. 반대로, 주 와인딩에서 부 와인딩으로 전압을 감소시키는 트랜스포머는 감압 트랜스포머로 정의됩니다.

트랜스포머가 전압 수준을 증가시키거나 감소시키는지는 주 와인딩과 부 와인딩 사이의 턴 수에 따라 달라집니다.

주 와인딩의 턴 수가 부 와인딩보다 많으면 전압이 감소(감압)합니다.

주 와인딩의 턴 수가 부 와인딩보다 적으면 전압이 증가(증압)합니다.

위의 트랜스포머 도면은 이론적으로 이상적인 트랜스포머에서는 가능하지만 실제로는 매우 비효율적입니다. 왜냐하면 공기 중에서는 첫 번째 코일에서 생성된 플럭스의 매우 작은 부분만 두 번째 코일과 연결되기 때문입니다. 따라서 부 와인딩에 연결된 폐쇄 회로를 통해 흐르는 전류는 매우 작아서 측정하기 어려울 것입니다.

플럭스 연계의 변화율은 두 번째 와인딩과 연결된 플럭스의 양에 따라 달라집니다. 따라서 이상적으로는 주 와인딩의 거의 모든 플럭스가 부 와인딩과 연결되어야 합니다. 이를 효과적이고 효율적으로 수행하기 위해 코어형 트랜스포머를 사용합니다. 이는 두 와인딩 모두에 공통된 저항력 경로를 제공합니다.

트랜스포머 코어의 목적은 주 와인딩에서 생성된 최대한 많은 플럭스가 부 와인딩과 연결될 수 있도록 저항력 경로를 제공하는 것입니다.

트랜스포머가 켜질 때 처음 흐르는 전류는 트랜스포머 인러시 전류라고 합니다.

애니메이션으로 설명을 선호하신다면, 아래 동영상은 트랜스포머의 작동 원리를 정확하게 설명합니다:

트랜스포머 부품 및 구조

트랜스포머의 세 가지 주요 부품:

• 트랜스포머의 주 와인딩

• 트랜스포머의 자기 코어

• 트랜스포머의 부 와인딩

트랜스포머의 주 와인딩

전기 소스에 연결되면 자기 플럭스를 생성합니다.

트랜스포머의 자기 코어

주 와인딩에서 생성된 자기 플럭스는 이 저항력 경로를 통해 부 와인딩과 연결되고, 폐쇄 자기 회로를 형성합니다.

트랜스포머의 부 와인딩

주 와인딩에서 생성된 플럭스는 코어를 통해 부 와인딩과 연결됩니다. 이 와인딩도 같은 코어에 감겨 있으며, 트랜스포머의 원하는 출력을 제공합니다.

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