การเข้าใจวงจรปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลง: โครงสร้างและฟังก์ชัน

วงจรปฐมภูมิและวงจรทุติยภูมิเป็นส่วนประกอบหลักของหม้อแปลงไฟฟ้า ทำให้สามารถส่งผ่านและการเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าได้โดยอาศัยหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า วงจรปฐมภูมิรับกระแสไฟฟ้าแรงดันสูงจากแหล่งจ่ายเข้ามาและสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง ส่วนวงจรทุติยภูมิซึ่งได้รับอิทธิพลจากสนามแม่เหล็กนี้จะผลิตแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน การทำงานร่วมกันนี้ช่วยให้หม้อแปลงสามารถทำการแปลงแรงดัน สนับสนุนการส่งผ่านและการกระจายพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ

ตำแหน่งและโครงสร้าง

ในหม้อแปลงไฟฟ้า ทั้งสองวงจรปกติจะถูกพันรอบแกนเหล็กกลางเพื่อให้มั่นใจว่าการเชื่อมโยงแม่เหล็กผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ามีประสิทธิภาพ วงจรปฐมภูมิเชื่อมต่อกับด้านข้อมูลเข้า และวงจรทุติยภูมิเชื่อมต่อกับด้านข้อมูลออก ทั้งสองวงจรถูกแยกออกจากกันโดยวัสดุฉนวนและโครงสร้างแกน เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตรง

• วงจรปฐมภูมิ: ตั้งอยู่บนด้านแรงดันสูง วงจรปฐมภูมิประกอบด้วยลวดนำที่หุ้มฉนวนหลายรอบพันรอบหนึ่งด้านของแกนเหล็ก มันรับกระแสไฟฟ้าเข้าและสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในแกน

• วงจรทุติยภูมิ: ตั้งอยู่บนด้านแรงดันต่ำ วงจรทุติยภูมิมีจำนวนรอบของลวดนำที่หุ้มฉนวนน้อยกว่า พันรอบอีกด้านหนึ่งของแกน มันจับพลังงานแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงและส่งแรงดันที่แปลงแล้ว (เพิ่มขึ้นหรือลดลง) ที่ด้านออก

หลักการของการแปลงแรงดัน

การแปลงแรงดันในหม้อแปลงไฟฟ้าควบคุมโดยกฎของฟาราเดย์เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและกฎของเลนซ์

• วงจรปฐมภูมิ: เมื่อกระแสไฟฟ้าสลับไหลผ่านวงจรปฐมภูมิ มันสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในแกนเหล็ก ความเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์นี้จำเป็นสำหรับการเหนี่ยวนำแรงดันในวงจรทุติยภูมิ

• วงจรทุติยภูมิ: ฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงจากวงจรปฐมภูมินั้นเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าอิเล็กโทรโมทีฟ (EMF) ในวงจรทุติยภูมิตามกฎของฟาราเดย์ แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำนี้ขับเคลื่อนกระแสไฟฟ้าผ่านโหลดที่เชื่อมต่อกับด้านออก โดยส่งมอบพลังงานไฟฟ้าที่แปลงแล้ว

อัตราส่วนรอบพันและอัตราส่วนการแปลงแรงดัน

อัตราส่วนการแปลงแรงดันถูกกำหนดโดยอัตราส่วนระหว่างวงจรปฐมภูมิกับวงจรทุติยภูมิ ตามทฤษฎีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า EMF ที่เหนี่ยวนำในแต่ละวงจรจะเป็นสัดส่วนกับจำนวนรอบของวงจรนั้น

• ในหม้อแปลงเพิ่มแรงดัน วงจรทุติยภูมิมีจำนวนรอบมากกว่าวงจรปฐมภูมิ ทำให้ได้แรงดันที่สูงขึ้นที่ด้านออก

• ในหม้อแปลงลดแรงดัน วงจรทุติยภูมิมีจำนวนรอบน้อยกว่าวงจรปฐมภูมิ ทำให้ได้แรงดันที่ต่ำลงที่ด้านออก

อัตราส่วนรอบพันถูกออกแบบอย่างแม่นยำเพื่อตอบสนองความต้องการในการแปลงแรงดันเฉพาะ ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนรอบและอัตราส่วนแรงดันจึงเป็นพื้นฐานในการทำงานของหม้อแปลง กำหนดสมรรถนะและการใช้งานของมัน