Напрежението от 220 волта в електрическата мрежа във формата, в която влиза в апартамента, е неподходящо за работата на повечето електронни устройства. За да го приведете към удобен тип за захранване на домакински уреди, са необходими специални преобразуватели, наречени трансформатори. С тяхна помощ е възможно да се намали стойността на захранващото напрежение до желаната стойност и след това да се коригира.
Обща информация за трансформаторите
Като преобразуватели тези устройства традиционно се използват за привеждане на мощността, предавана по високоволтови линии, в приемлива форма. За „прехвърляне“ на огромни разстояния са подходящи само свръхвисоки напрежения, при които токът може да бъде с приемлива величина.
Ако се опитате да предадете енергия за поне сто километра под формата на обичайното напрежение от 380 волта, ще е необходим ток от милиони ампери, за да доставите необходимата мощност на потребителя.
За да го разсеете, ви трябва жица с дебелината на човешкото тяло, което е невъзможно да се приложи на практика. Следователно, от страната, генерираща електричество, с помощта на друг (усилващ) трансформатор стойността му се повишава до 110 kV. В тази форма е невъзможно да се използва електроразпределението за жилищни сгради и производствени съоръжения. Следователно, след доставка чрез експлозиви в разпределителните станции, 110 kV се намаляват до 10 (6) kV.
Оттук те отиват до регионалните трансформаторни подстанции, където в местния понижаващ трансформатор придобиват окончателната си форма от 380 (220) волта. При такива потенциални стойности енергията може лесно да се транспортира през подземен кабел или въздушен самоносещ изолиран проводник до крайния потребител. Следователно еднофазният трансформатор играе важна роля в човешкия живот.
Предназначение и устройство
Познаването на дизайна на трансформатора, който се състои от следните основни елементи, ще помогне да се получи по-пълна идея:
- феромагнитна сърцевина;
- първична и вторична намотка, разположени върху изолирана рамка;
- защитно покритие (този елемент не се предлага при някои модели).
В някои проби вместо феромагнетици се използват електрическа стомана или пермалой. Изборът на конкретен вид ядро материал зависи от областта на използване на самия продукт.
Принцип на работа
Принципът на действие на еднофазен трансформатор се основава на закона, според който променливо e / m поле, действащо в контур, предизвиква ЕМП в близкия проводник. Феноменът се нарича закон на Фарадей за електромагнитната индукция, който първи откри този интересен ефект. За да го обоснове, ученият разработи цяла теория, която формира основата за работата на повечето съвременни електрически устройства и възли.
Основните му разпоредби:
- когато токът премине през контур от тел, около него се образува магнитен поток, улавящ всички същите контури, разположени наблизо;
- под въздействието на този поток в тях се индуцира ЕМП, която под формата на изменения съвпада с първоначалното поле;
- при наличието на феромагнетик в него, ефектът от този ефект се засилва.
Всички тези принципи са основата за функционирането на съвременен трансформаторен продукт. Когато е свързан към вторичната намотка на товара, работната верига се затваря и енергията се прехвърля към потребителя почти без загуби.
Режими на работа
- така наречения "празен ход";
- режим на натоварване.
В неактивен режим устройството работи без товар и изразходва минимум мощност, разсейвана само в първичната намотка. Токът в него също е минимален и обикновено е не повече от 3-10% от стойността, наблюдавана при свързан товар. Във втория случай в завоите на вторичната намотка започва да тече ток, чиято стойност е обратно пропорционална на броя на завоите в бобината.
В понижаващ трансформатор напрежението е по-ниско и токът е по-висок. В този режим мощността се прехвърля към товара, като се вземе предвид разсейването на топлината в сърцевината на трансформатора.
Основни настройки
Когато се разглеждат параметрите на преобразувателите на напрежение и ток, е важно да се отбележи коефициентът на трансформация k, определен като I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Тук w2 и w1 са съответно броят на завъртанията във вторичната и първичната намотки. Освен това се вземат предвид такива характеристики като размера на прозореца на сърцевината, в който се намират намотките.
Друг параметър, характеризиращ свойствата на трансфер на напрежение на еднофазен трансформатор с две намотки, е същият коефициент на трансформация k, чиято стойност за понижаващо устройство е по-малка от 1. И обратно, ако k> 1, този продукт е повишаващ трансформатор. При липса на загуби в проводниците на намотките и разсейване на потока е много лесно да се изчисли този показател. За това е най-удобно да се използва прост алгоритъм за изчисление: k = U2 / U1. Ако има няколко вторични намотки, посоченият параметър трябва да бъде определен за всеки от тях поотделно.
Видове трансформатори и тяхното приложение
Според конструктивните характеристики на сърцевината, известните образци на еднофазни трансформатори са разделени на пръчкови, пръстеновидни и бронирани продукти. Според формата на използваната в тях магнитна верига те могат да бъдат:
- W-образна;
- Тороидален;
- U-образна.
Всяка от тези форми е подходяща за специфични цели, свързани с необходимостта от получаване на посочените характеристики на трансфер.
Според стойността на максимално постижимото магнитно свързване (MC) трансформаторите се разделят на продукти със силно, средно и слабо взаимодействие. Тези характеристики до голяма степен зависят от дизайна на самия продукт и вида на неговата сърцевина.
Еднофазен трансформатор е търсен в онези области, където е необходимо да се съчетаят две силови вериги с електрическа изолация на всеки от тях.
Експлоатация на продукти
При експлоатация на еднофазни преобразуващи устройства се обръща специално внимание на тяхното безопасно боравене, което се обяснява с високото напрежение, налично в първичните намотки. Също така е важно да се вземат предвид следните точки относно правилата за инсталиране и включване на трансформатори в електрически вериги:
- за да се избегне повреда на намотките (прегаряне), вторичните вериги трябва да бъдат защитени от късо съединение;
- важно е да се наблюдават топлинните условия на сърцевината и намотките и при необходимост да се осигури тяхното охлаждане.
Грижата за еднофазен трансформатор се свежда до стандартни процедури, които са предвидени в разпоредбите на действащите разпоредби.
