Трансформатор: Что это такое?

Что такое трансформатор?

Трансформатор определяется как пассивное электрическое устройство, которое передает электроэнергию от одной цепи к другой посредством процесса электромагнитной индукции. Он наиболее часто используется для увеличения («повышения») или уменьшения («понижения») напряжения между цепями.

Принцип работы трансформатора

Принцип работы трансформатора очень прост. Взаимная индукция между двумя или более обмотками (также известными как катушки) позволяет передавать электроэнергию между цепями. Этот принцип подробно объясняется ниже.

Теория трансформатора

Предположим, у вас есть одна обмотка (также известная как катушка), которая питается от переменного источника питания. Переменный ток через обмотку создает непрерывно изменяющийся и чередующийся магнитный поток, окружающий обмотку.

Если другую обмотку приблизить к этой обмотке, часть этого переменного магнитного потока будет связана со второй обмоткой. Поскольку этот магнитный поток постоянно изменяется по амплитуде и направлению, должна быть изменяющаяся связь магнитного потока во второй обмотке или катушке.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в второй обмотке будет индуцировано ЭДС. Если цепь этой вторичной обмотки замкнута, то по ней будет протекать ток. Это основной принцип работы трансформатора.

Используем электрические символы для визуализации. Обмотка, которая получает электроэнергию от источника, называется «первичной обмоткой». На схеме ниже это «Первая катушка».

Обмотка, которая дает желаемое выходное напряжение за счет взаимной индукции, обычно называется «вторичной обмоткой». Это «Вторая катушка» на схеме выше.

Трансформатор, который увеличивает напряжение между первичной и вторичной обмотками, называется повышающим трансформатором. Напротив, трансформатор, который уменьшает напряжение между первичной и вторичной обмотками, называется понижающим трансформатором.

То, увеличивает ли трансформатор напряжение или уменьшает его, зависит от относительного числа витков между первичной и вторичной сторонами трансформатора.

Если на первичной катушке больше витков, чем на вторичной, то напряжение уменьшится (понижение).

Если на первичной катушке меньше витков, чем на вторичной, то напряжение увеличится (повышение).

Хотя схема трансформатора, показанная выше, теоретически возможна в идеальном трансформаторе, она не очень практична. Это потому, что в открытом воздухе только очень малая часть магнитного потока, созданного первой катушкой, будет связана со второй катушкой. Поэтому ток, проходящий через замкнутую цепь, подключенную ко вторичной обмотке, будет крайне мал (и трудно измерим).

Скорость изменения связи магнитного потока зависит от количества связанного магнитного потока со второй обмоткой. Идеально, почти весь магнитный поток первичной обмотки должен быть связан со второй обмоткой. Это эффективно и эффективно делается с помощью сердечникового трансформатора. Это обеспечивает путь с низким сопротивлением, общий для обеих обмоток.

Цель сердечника трансформатора — обеспечить путь с низким сопротивлением, через который максимальное количество магнитного потока, созданного первичной обмоткой, проходит и связывается со второй обмоткой.

Ток, который первоначально проходит через трансформатор при включении, называется броском тока трансформатора.

Если вы предпочитаете анимированное объяснение, ниже представлен видео-обзор, объясняющий, как работает трансформатор:

Части и конструкция трансформатора

Три основные части трансформатора:

• Первичная обмотка трансформатора

• Магнитный сердечник трансформатора

• Вторичная обмотка трансформатора

Первичная обмотка трансформатора

Которая создает магнитный поток, когда подключена к источнику питания.

Магнитный сердечник трансформатора

Магнитный поток, созданный первичной обмоткой, пройдет через этот путь с низким сопротивлением, связанный со вторичной обмоткой, и создаст замкнутую магнитную цепь.

Вторичная обмотка трансформатора

Магнитный поток, созданный первичной обмоткой, проходит через сердечник и связывается со вторичной обмоткой. Эта обмотка также намотана на том же сердечнике и дает желаемый выход трансформатора.

Заявление: Уважайте оригинальные статьи, достойные обмена. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.