La ce servește un transformator: caracteristici, principiu de funcționare și aplicație

În primul rând, să aflăm la ce servește un transformator Ce este?. Aceasta este o mașină electrică concepută pentru a modifica tensiunea unui curent. Acestea vin în diferite versiuni, în funcție de funcțiile lor. Există transformatoare de curent, transformatoare de tensiune, transformatoare de adaptare, transformatoare de sudură, transformatoare de putere și transformatoare de măsurare. Toate au sarcini diferite, dar un lucru pe care îl au în comun este principiul lor de funcționare. Toate transformatoarele funcționează pe curent alternativ. Nu există un dispozitiv de curent continuu. Toate au o înfășurare primară și o înfășurare secundară.

Ce este înfășurarea primară și ce este înfășurarea secundară??

Primarul este cel căruia i se aplică tensiunea, iar secundarul este cel de la care este retrasă. Să presupunem că avem un transformator care transformă 220VAC în 12VDC. În acest caz, înfășurarea primară este cea pentru 220V. Dar transformatoarele nu pot doar să mărească tensiunea, ci și să o scadă. Astfel, prin conectarea a 12 V AC la înfășurarea secundară menționată anterior, putem prelua 220 V de la înfășurarea primară. Așa că au făcut schimb de locuri.

În unele cazuri, pot exista mai multe înfășurări secundare. De exemplu, vechile televizoare aveau o înfășurare primară și multe înfășurări secundare cu tensiuni cuprinse între 3,3 V și 90 V. În orice caz, transformatorul are rolul de a converti tensiunile și curenții la valori optime.

Legea de conservare a energiei

Trebuie să se înțeleagă că această unitate nu extrage energie de nicăieri. Să luăm ca exemplu un transformator cu o tensiune primară de 220 V și un curent de 5 A. Acest lucru înseamnă că are o putere de ieșire de 1100W. Nu putem extrage mai mult de 50 A din secundarul de 22 V. Tradus în wați, obținem aceeași valoare de 1100W. Nu mai putem extrage energie din înfășurarea secundară. Dacă încercați să faceți acest lucru, dispozitivul va eșua pur și simplu. Prin urmare, este clar la ce este folosit un transformator. Pentru a converti curentul alternativ în curent continuu. În cele ce urmează, vom explica mai detaliat fiecare dintre aceste dispozitive.

Transformatoare de măsurare

Astfel de aparate servesc la reducerea valorilor la cele care pot fi tolerate de instrumentele de măsură. Ele sunt utilizate în instrumentele de măsurare. Puteți găsi aceste dispozitive și în tehnologia microprocesoarelor. Acolo ele funcționează ca un senzor, care trimite semnale de diferite niveluri către placa de circuit, în funcție de care dintre ele "decide" care indică plăcii cum va funcționa dispozitivul.

Acestea sunt, în general, de mare precizie și nu sunt concepute pentru a furniza consumatorilor. Următoarele convertoare de curent și tensiune sunt exemple de utilizare a transformatoarelor de măsurare. Vom încerca să explicăm funcția lor cât mai detaliat posibil.

Transformatoare de curent

La ce sunt utilizate? Acestea sunt concepute pentru a reduce curentul la o valoare acceptabilă pentru echipamentul de măsurare. În esență, acestea reprezintă echipamentul intermediar între conductoarele de la care trebuie citită valoarea și aparatul de măsurare. Astfel de transformatoare sunt utilizate, după cum s-a menționat deja, în instrumente de măsură, echipamente de protecție și sisteme de automatizare. Acestea sunt conectate astfel: înfășurarea primară are mai multe înfășurări și este conectată în serie cu sarcina și înfășurarea secundară cu cea mai mică rezistență posibilă a echipamentului de protecție sau de măsurare.

Aceste transformatoare sunt de obicei furnizate împreună cu echipamentul în sine, deoarece variațiile mici ale rezistenței de sarcină vor afecta precizia măsurătorilor, iar echipamentul de protecție nu va funcționa corect. Caracteristica constructivă și metoda de conectare astfel de aparate fac imposibilă alimentarea cu energie electrică a consumatorului.

Transformatoare de tensiune

Acest tip de dispozitiv nu este utilizat pentru a alimenta consumatorii, ci este necesară pentru Creați o izolare galvanică între secțiunea de înaltă tensiune și cea de joasă tensiune. Metoda de construcție nu este diferită de cea a tipurilor de putere ale dispozitivelor cu un nume similar. Există încă o înfășurare primară și una secundară, secțiunea transversală a firului este destul de scăzută, ceea ce face imposibilă utilizarea acesteia pentru aprovizionarea consumatorilor.

Să luăm ca exemplu un contor de kilovolți. Ideea este că este prea costisitor să construiești un dispozitiv care poate menține o tensiune ridicată. Deci, un transformator de tensiune este instalat între sonde, care iau o citire a valorilor, și dispozitivul. Convertește tensiunile înalte în tensiuni acceptabile (aproximativ 100 V). O astfel de măsură nu este necesară pentru a modifica mecanismul de măsurare. Într-o anumită măsură, această metodă de conectare protejează electricianul care efectuează măsurătorile.

Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru instalare în diferite sisteme asistate de calculator control și protecție. Acum știi la ce servesc transformatoarele de tensiune. Să trecem la următorul tip - dispozitive de sudură cu același nume.

Transformatoare de putere

Acestea sunt dispozitivele mai puternice pe care mulți dintre voi le-ați văzut. Mai jos vom descrie în detaliu la ce sunt folosite transformatoarele de putere. Acestea sunt necesare pentru a crește/diminua tensiunea prin inducție electromagnetică la valoarea cerută de consumator. În cazul acestor dispozitive, "consumatorul" se referă la fabrici și locuințe.

Cel mai bun exemplu sunt dispozitivele care reduc 6 (10) kV la o tensiune acceptabilă de 380 V și care, cu o singură fază, combinată cu linia de mijloc, alimentează casele noastre cu 220 V necesar. Și un exemplu de un astfel de transformator de creștere poate fi găsit într-un cuptor cu microunde, unde face 220V necesar de la rețeaua electrică pentru muncă magnetron de 2 kV. Unitățile de înaltă tensiune (peste 1000 V) sunt aproape întotdeauna trifazate și sunt subdivizate în unități răcite cu ulei sau cu aer, tipul lor de mediu și tensiunea de înfășurare primară.

O caracteristică specială a transformatoarelor trifazate este că, în funcție de conexiunea înfășurării (stea-triunghi), tensiunea de funcționare poate fi modificată cu un factor de 1,73. Să presupunem că această unitate, conectată într-o conexiune în triunghi de 6 kV, poate funcționa pe o rețea de 10 kV, cu condiția, desigur, ca producătorul să fi avut grijă de această posibilitate pe partea de izolație. Există transformatoare trifazate și monofazate, așa cum am menționat mai sus. Potrivit pentru diferite puteri în funcție de aplicație.

Transformatoarele monofazate, care erau folosite ca surse de alimentare, sunt acum înlocuite în mod activ de diverse convertoare electronice, care au un randament mai mare, greutate și dimensiuni mai mici. Dispozitivele de putere pot fi, de asemenea, subdivizate în funcție de tipul de miez magnetic în miezuri de bară și miezuri blindate.

Un transformator cu miez este proiectat astfel încât 2 bobine sunt montate pe piesa în formă de U, iar jugul este scurtcircuitat de sus. Avantajul este că elementele nu se ating efectiv între ele.

În cazul bobinelor blindate, bobina este montată pe o piesă în formă de U. Secțiunea conductorului este de obicei înfășurată mai întâi ca bobină primară și apoi, prin intermediul unui distanțier rezistent la căldură, ca bobină secundară. Avantajul este o protecție mecanică mai mare a înfășurărilor.

Există, de asemenea, miezuri toroidale, dar acestea sunt realizate cu inele de ferită. к. este costisitor să se realizeze o astfel de construcție dintr-o sârmă magnetică brazată. Astfel de unități sunt utilizate de obicei în electronică și funcționează la frecvențe înalte.

Transformatoare de sudură

La ce servesc astfel de dispozitive? Acestea sunt, în esență, unități autonome. Adică, un transformator de sudură nu este un ham care face ca un dispozitiv să funcționeze, ci este un aparat complet în sine. Scopul unei astfel de mașini este de a reduce tensiunea de rețea la un nivel relativ scăzut, în jur de 50-60V, și de a furniza un curent ridicat.

La această tensiune, arcul electric este destul de scurt, dar curentul uriaș îi conferă o mare putere. Acesta din urmă face posibilă sudarea sau tăierea metalului.

Astfel de transformatoare sunt de obicei controlate de curent. este necesar să se schimbe diametrul și tipul de electrod de sudură. dar, transformatoare de sudură pentru uz casnic sunt din ce în ce mai mult înlocuite de invertoare. Nu este surprinzător, deoarece un invertor de sudură are o eficiență mai mică. Acesta amortizează foarte mult tensiunea de rețea, consumând curenți mari pentru înfășurarea primară, are o greutate mare, mobilitate scăzută, este destul de fierbinte în comparație cu mașinile de tip invertor.

Deci, acum știți ce face un transformator de sudură și cum funcționează.

Potrivire

Acest tip de transformator este utilizat în diverse circuite cu mai multe cascade pentru a adapta rezistența între diferitele părți ale circuitului. Se întâlnește la amplificatoarele audio pe bază de tuburi. Este utilizat în general ca transformator de ieșire în aceste circuite.

Deci, pentru ce este un transformator de potrivire a sarcinii?? De exemplu, tensiunea de funcționare a unui tub în amplificator de frecvență audio Tensiunea unui transformator ridicător este cuprinsă între 70 și 90 V, dar curentul este neglijabil. Această tensiune nu poate fi aplicată la difuzoare, astfel încât este coborâtă la o tensiune acceptabilă și, în consecință, curentul este crescut.

Scopul unui transformator de sudură este de a reduce sau de a crește tensiunea necesară pentru o anumită parte a mașinii.

Concluzie

Toate convertoarele de curent și tensiune au în comun principiul de funcționare. Parametrii cheie la care trebuie să acordați atenție atunci când cumpărați: tensiunea primară, tensiunea secundară, frecvența, factorul de putere și, în consecință, puterea și curentul de ieșire.

Această unitate nu mai este aproape niciodată folosită în casă. Deoarece transformatorul de sudură a înlocuit invertorul, iar omologii săi din sursele de alimentare au fost înlocuiți de convertoare electronice de tensiune. Acest lucru se datorează faptului că dispozitivele cântăresc, în general, mai mult decât cele electronice și nu sunt la fel de economice, deoarece necesită o mulțime de metale neferoase pentru producție și sunt costisitoare pentru reparații. În viitorul apropiat, doar posturile de transformare vor rămâne în producție, dar numai în locurile în care nu va fi posibilă înlocuirea lor cu componente electronice.

În acest articol am încercat să explicăm la ce servesc transformatoarele și am vorbit puțin despre principalele lor tipuri.