Что такое катушка индуктивности. Как работает трансформатор. Какие бывают виды катушек и трансформаторов. Где применяются катушки индуктивности и трансформаторы. Как самостоятельно изготовить простую катушку.
Катушки индуктивности: принцип работы и основные характеристики
Катушка индуктивности — это один из базовых компонентов электротехники и радиоэлектроники. Она представляет собой проводник, намотанный в виде спирали на каркас. Главное свойство катушки индуктивности — способность накапливать энергию магнитного поля при протекании через нее электрического тока.
Основные характеристики катушки индуктивности:
- Индуктивность — способность катушки создавать магнитное поле при протекании тока. Измеряется в генри (Гн).
- Активное сопротивление — сопротивление провода катушки постоянному току.
- Добротность — отношение накопленной в катушке энергии к рассеиваемой за период.
- Собственная емкость — паразитная емкость между витками катушки.
Как работает катушка индуктивности? При пропускании тока через катушку вокруг нее возникает магнитное поле. При изменении тока меняется и магнитное поле, что приводит к возникновению ЭДС самоиндукции, препятствующей изменению тока. Это свойство позволяет использовать катушки для фильтрации сигналов, накопления энергии и других целей.
Виды и конструкции катушек индуктивности
Существует несколько основных типов катушек индуктивности:
- Воздушные — без сердечника, намотаны на каркас из диэлектрика.
- С ферромагнитным сердечником — для увеличения индуктивности.
- Тороидальные — намотаны на кольцевой сердечник.
- Многослойные — для получения большой индуктивности при малых размерах.
- Печатные — выполнены на печатной плате в виде спирали.
По способу намотки различают однослойные, многослойные и универсальные катушки. Однослойные имеют один ряд витков, многослойные — несколько слоев, а универсальные намотаны специальным образом для снижения паразитной емкости.
Применение катушек индуктивности
Где используются катушки индуктивности? Основные области применения:
- Фильтры высоких и низких частот
- Колебательные контуры
- Дроссели в импульсных источниках питания
- Трансформаторы
- Электромагниты
- Антенны
- Датчики
Катушки индуктивности — важнейший элемент радиотехники, без которого невозможно создание большинства электронных устройств. Они позволяют управлять токами и напряжениями, накапливать энергию, создавать магнитные поля.
Трансформаторы: принцип действия и основные типы
Трансформатор — это устройство для преобразования переменного напряжения и тока. Он состоит из двух или более индуктивно связанных обмоток, расположенных на общем магнитопроводе.
Как работает трансформатор? Переменный ток в первичной обмотке создает переменное магнитное поле в сердечнике. Это поле наводит ЭДС во вторичной обмотке. Величина наведенного напряжения зависит от соотношения числа витков в обмотках.
Основные типы трансформаторов:
- Силовые — для передачи и распределения электроэнергии
- Импульсные — для передачи импульсных сигналов
- Высокочастотные — для работы на высоких частотах
- Измерительные — для измерения токов и напряжений
- Согласующие — для согласования сопротивлений
По конструкции различают стержневые, броневые и тороидальные трансформаторы. Стержневые имеют обмотки на стержне магнитопровода, броневые — охватывающий обмотки магнитопровод, а тороидальные — кольцевой сердечник.
Применение трансформаторов
Где используются трансформаторы? Основные области применения:
- Электроэнергетика — для передачи электроэнергии на большие расстояния
- Источники питания — для преобразования сетевого напряжения
- Радиотехника — для согласования каскадов и фильтрации
- Измерительная техника — для измерения токов и напряжений
- Сварочные аппараты — для получения большого тока при низком напряжении
Трансформаторы — незаменимый элемент современной электротехники и электроники. Они позволяют эффективно передавать электроэнергию, преобразовывать напряжения и токи, согласовывать электрические цепи.
Изготовление простой катушки индуктивности своими руками
Как самостоятельно изготовить простую катушку индуктивности? Вот пошаговая инструкция:
- Подготовьте каркас — пластиковую или картонную трубку диаметром 1-2 см.
- Возьмите медный провод в эмалевой изоляции диаметром 0.2-0.5 мм.
- Намотайте на каркас 50-100 витков провода плотно друг к другу.
- Закрепите концы провода, оставив выводы длиной 5-7 см.
- Покройте обмотку слоем лака для фиксации витков.
Такая простая катушка может использоваться в радиолюбительских конструкциях, например, в колебательных контурах. Для точного расчета числа витков используются специальные формулы и калькуляторы.
Особенности расчета и проектирования катушек индуктивности
При проектировании катушек индуктивности необходимо учитывать ряд факторов:
- Требуемая индуктивность
- Рабочая частота
- Допустимый ток
- Габаритные размеры
- Добротность
Как рассчитать катушку индуктивности? Для этого используются специальные формулы, учитывающие геометрические размеры катушки, число витков и свойства сердечника. Существуют также онлайн-калькуляторы, упрощающие расчеты.
При проектировании важно правильно выбрать материал и диаметр провода, тип каркаса или сердечника. Для снижения паразитных эффектов применяют специальные способы намотки и экранирование катушек.
Высокочастотные трансформаторы и их особенности
Высокочастотные трансформаторы имеют ряд особенностей по сравнению с низкочастотными:
- Используются специальные магнитные материалы с малыми потерями на высоких частотах
- Применяется многожильный провод (литцендрат) для снижения скин-эффекта
- Минимизируется паразитная емкость между обмотками
- Используются специальные способы намотки для снижения индуктивности рассеяния
Высокочастотные трансформаторы широко применяются в импульсных источниках питания, радиопередатчиках, согласующих устройствах. Они позволяют эффективно передавать энергию и сигналы на высоких частотах.
При проектировании ВЧ трансформаторов важно учитывать скин-эффект, близость эффекта, потери в сердечнике. Для расчета используются специальные методики и программы моделирования.
Урок-9. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ — ТРАНСФОРМАТОРЫ
В этом уроке будут рассмотрены такие радиокомпоненты как катушки индуктивности и трансформаторы. То, что без них не обходится практически ни одно современное радиотехническое устройство, вы в этом убедитесь позже. Я постарался совместить рассказ о катушках индуктивности и трансформаторах переменного тока в одном уроке, именно потому что эти компоненты имеют много общего, соответственно и рассматривать их проще по аналогии друг с другом. Практическая работа будет весьма интересная и очень полезная, а именно, изготовление простейшего лабораторного блока питания (БП) с применением регулируемого параметрического стабилизатора. Из предыдущих уроков, вы наверное заметили что использовать батарейки не совсем удобно, да и не всегда есть под рукой батарейка с подходящим напряжением. Вот поэтому мы и займемся изготовлением универсального блока питания с регулируемым напряжением от 0,5 до 12В. На первых порах нам этого будет вполне достаточно.
Катушки индуктивности колебательных контуров
В колебательных контурах приемников радиолюбители обычно используют как готовые, так и самодельные катушки самых различных конструкций. Для намотки катушек кроме проводов марок ПЭВ, ПЭЛ, используют обмоточные провода таких марок: ПВО — провод в хлопчатобумажной одинарной оплетке; ШЛО — провод в шелковой одинарной оплетке; ПШД — то же в двойной оплетке; ПЭЛШО — провод в эмалевой лако — стойкой изоляции и шелковой одинарной оплетке. Многие катушки промышленных приборов намотаны так называемым литцендратом — проводом в эмалевой изоляции, которые скручены жгутом и все вместе имеют одинарную или двойную шелковую оплетку. Такой провод, если надо, можно самому свить с помощью дрели. Практически для контурных катушек самодельных приемников пригоден провод любой марки, лишь бы надежна была его изоляция, но не слишком толстый, иначе катушка получается громоздкой. Катушки, предназначенные для приема радиовещательных станций средневолнового и длинноволнового диапазонов, наматывают обычно проводом диаметром от 0,1 до 0,3 мм, коротковолновые — проводом 0,8-1 мм, ультракоротковолновые — проводом до 3 мм.
И это не случайно, в таких катушках меньше потерь высокочастотной энергии. А чем меньше этих потерь, тем лучше работает приемник. Катушки транзисторных и ламповых приемников чаще всего наматывают на каркасах сравнительно небольших размеров и более тонким, чем катушки детекторных приемников, проводом. При этом провод в длинноволновых
Радиолюбители подобные катушки наматывают на бумажных или картонных шпульках «внавал», умышленно не укладывая провод ровными рядами. При такой намотке внутренняя емкость катушки также относительно невелика. Для примера расскажу, как изготовить контурную катушку подобной конструкции, которую можно использовать для наиболее простого транзисторного или лампового радиоприемника — (рис. 1). Каркасом служит картонная трубка 18 — 20 мм. в диаметре, склеинная из плотной бумаги. Сама же катушка состоит из двух секций: L2 — основной и L1 — подстроечной. Бортики секции L2 — картонные кружки, надетые на каркас и приклеенные к нему. Наружный диаметр кружков 32 — 35 мм, внутренний — по диаметру каркаса, расстояние между ними 4 — 5 мм. Секция L1 намотана на шпульке, которая с небольшим трением может перемещаться по каркасу.Рис. 1 Контурная катушка с подстроечной секцией. |
Шпулька для нее делается так. Нужно обернуть каркас полоской плотной бумаги шириной 6 — 8 мм. Поверх полоски на каркас насаживаются картонные кружки, расположив их на растоянии 2 — 3 мм друг от друга. Не сдвигая кружков, их приклеивают к бумажному кольцу. Когда клей высохнет, осторожно обрезают выступающие наружу края бумажного кольца — получится шпулька. Для секций катушки подойдет провод диаметром 0,2 — 0,3 мм. с любой изоляцией. Секция L1 должна содержать 40 — 50 витков, намотанных внавал, а секция L2 — 250 — 260 витков, намотанных таким же способом, но с отводами от 50 — го и 150 — го витков. Отводы нужны для грубой настройки контура, в котором катушки будут работать. Выводы и отводы выпускайте наружу через проколы в картонных бортиках. Конец секции L1 соедини с началом секции L2. Индуктивность такой катушки зависит от взаимного расположения ее секций. Если витки обеих секций направлены в одну сторону и секция L1 вплотную придвинута к секции L2, индуктивность катушки наибольшая.
В этом случае контур будет настроен на наименьшую частоту (наибольшую длину волны). По мере отдаления секции L1 от L2 общая индуктивность катушки станет уменьшаться, а приемник будет перестраиваться на большую частоту (более короткую волну). Секцию L1 можно снять с каркаса, перевернуть и надеть на каркас другой стороной. Теперь витки Секций катушки будут направлены в разные стороны, и если сближать их, то индуктивность катушки будет плавно уменьшаться, а контур настраиваться на станции, работающие на волнах меньшей длины. Таким образом, эта конструкция представляет собой простейший вариометр — катушку с переменной индуктивностью. Грубая настройка контура осуществляется переключением отводов секции а точная — изменением расстояния и расположения витков секции L1 относительно витков секции L2. Настроив контур на радиостанцию, можно шпульку секции L1 приклеить к каркасу — получится приемник с фиксированной настройкой на одну радиостанцию.
Катушки подобных конструкций хороши тем, что они просты. Однако предпочтительнее катушки с высокочастотными сердечниками. Сердечник, повышающий добротность катушки и тем самым снижающий потери в ней, позволяет значительно уменьшить число витков и размеры катушки. А если сердечник подстроечный, т. е. может перемещаться внутри катушки, то он, кроме того, позволяет в некоторых пределах изменять индуктивность катушки и, таким образом, настраивать контур на нужную частоту. Самые распространенные магнитные высокочастотные сердечники — ферритовые и карбонильные. Их выполняют в виде стержней, колец, чашек. Одна из возможных конструкций самодельной секционированной катушки с подстроечным сердечником диаметром 9 мм показана на (рис. 2). Увеличение индуктивности катушки достигается ввертыванием сердечника в ее каркас, а уменьшение — вывертыванием его. Каркас для такой катушки склеивается из полоски плотной бумаги шириной 40 мм на круглой болванке, стеклянной трубке или пробирке диаметром 9,5 — 10 мм.
На расстоянии 6 — 7 мм от верхнего края готового и хорошо высушенного каркаса острым ножом прорезается в нем с двух противоположных сторон прямоугольные отверстия. В местах вырезов каркас обматывается в один слой толстой ниткой; ее витки будут выполнять роль нарезки для ввертывания сердечника. Щечки катушки вырезаются из тонкого гетинакса, текстолита или плотного картона толщиной 0,3 — 0,5 мм., насаживаются на каркас и приклеиваются к нему. Катушка наматывается внавал проводом ПЭВ — 1 0,12 — 0,18 мм. Если катушка средневолновая, то она должна содержать всего 135 витков (три секции по 45 витков), а длинноволновая — 450 витков (три секции по 150 витков).
| Рис. 2 Самодельная катушка с подстроечным сердечником. | Рис. 3 Средневолновая (а) и длиноволновая (б) катушки с ферритовым стержнем. |
Сначала между двумя верхними щечками наматывается первая секция, переводится провод на участок между средними щечками и наматывается вторая секция, потом между нижними щечками наматывается третья секция. Выводы катушки пропускаются через проколы в щечках. Крепить такую катушку на панели приемника можно с помощью фанерного кольца, приклеенного к панели, или вклейкой нижнего конца каркаса в отверстие в панели. Катушку колебательного контура можно намотать на бумажной гильзе и насадить ее на отрезок ферритового стержня марки 400НН или 600НН диаметром 8 и длиной 25 — 30 мм (рис. 3). Для приема радиостанций средневолнового диапазона она должна содержать 70 — 80 витков провода ПЭВ — 1 0,12 — 0,2 мм, намотанных в один ряд, а для радиостанции длинноволнового диапазона — 225 — 250 витков такого же провода, но намотанных четырьмя — пятью секциями по 45 — 50 витков в каждой секции.
Наибольшая индуктивность такой катушки будет тогда, когда она находится на середине ферритового стержня. По мере перемещения к одному из концов стержня индуктивность катушки уменьшается. Таким образом, перемещая катушку по стержню, можно подстраивать контур на необходимую частоту наиболее длинноволнового участка диапазона.
| Рис. 4 Каркасы с ферритовыми кольцами и подстроечными стержневыми сердечниками. |
Во многих промышленных приемниках используются катушки, намотанные на унифицированных (стандартных) пластмассовых секционированных каркасах с ферритовыми кольцами и стержневыми подстроечными сердечниками (рис. 4, а). Катушка, намотанная на таком каркасе, оказывается между двумя ферритовыми кольцами, увеличивающими ее индуктивность.
Стержневой сердечник, скрепленный с резьбовым цилиндриком, можно ввертывать отверткой (отвертка должна быть из немагнитного материала) на разную глубину внутрь каркаса и тем самым подстраивать индуктивность катушки. Аналогичный самодельный каркас, который может быть использован для катушек различного назначения, показан на (рис. 4, б). Для изготовления его нужны два кольца из феррита марки 600НН с внешним диаметром 8 — 9 и внутренним 3 — 3,5 мм и стержневой подстроечный сердечник той же марки диаметром 2,7 и длиной 15 мм. Основой каркаса служит бумажная гильза длиной 12 мм и диаметром, равным внутреннему диаметру колец. Кольца приклеиваються клеем БФ — 2 к гильзе на расстоянии 6 мм. Выступающий снизу конец гильзы будет вставлятся в отверстие монтажной платы (или шасси) и приклеиваться к ней. Подстроечный сердечник удерживается внутри каркаса бумажной или матерчатой прокладкой. Число витков и провод для катушки, намотанной на такой каркас, зависит от ее назначения.
Трансформаторы — трансформация переменного тока
Переменный ток выгодно отличается от постоянного тока тем, что он хорошо поддается трансформированию, т.е. преобразованию тока относительно высокого напряжения в ток более низкого напряжения, или наоборот. Трансформаторы позволяют передавать переменный ток по проводам на большие расстояния с малыми потерями энергии. Для этого переменное напряжение, вырабатываемое на электростанциях генераторами, с помощью трансформаторов повышают до напряжения в несколько сотен тысяч вольт и «посылают» по линиям электропередачи (ЛЭП) в различных направлениях. С повышением напряжения уменьшается сила тока в ЛЭП при одной и той же передаваемой мощности, что и приводит к снижению потерь и позволяет применять провода меньшего сечения. В городах и селах на расстоянии сотен и тысяч километров от электростанций это напряжение понижают трансформаторами до более низкого, которым и питают лампочки освещения, электродвигатели и другие электрические приборы.
Трансформаторы широко применяют и в радиотехнике. Схематическое устройство простейшего трансформатора показано на (рис. 5). Он состоит из двух катушек из изолированного провода, называемых обмотками, насаженных на магнитопровод, собранный из пластин специальной, так называемой трансформаторной стали. Обмотки трансформатора изображают на схемах так же, как катушки индуктивности, а магнитопровод — линией между ними. Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток, текущий по одной из обмоток трансформатора, создает вокруг нее и в магнитопроводе переменное магнитное поле. Это поле пересекает витки другой обмотки трансформатора, индуцируя в ней переменное напряжение той же частоты. Если к этой обмотке подключить какую — либо нагрузку, например лампу накаливания, то в получившейся замкнутой цепи потечет переменный ток — лампа станет гореть. Обмотку, к которой подводится переменное напряжение, предназначаемое для трансформирования, называют первичной, а обмотку, в которой индуцируется переменное напряжение — вторичной.
| Рис. 5 Трансформатор с магнитопроводом из стали: а — усторйство в упрощенном виде; б — схематическое изображение. |
Напряжение, которое получается на концах вторичной обмотки, зависит от соотношения чисел витков в обмотках. При одинаковом числе витков напряжение на вторичной обмотке приблизительно равно напряжению, подведенному к первичной обмотке. Если вторичная обмотка трансформатора содержит меньшее число витков, чем первичная, то и напряжение ее меньше, чем напряжение, подводимое к первичной обмотке. И наоборот, если вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная, то развиваемое в ней напряжение будет больше напряжения, подводимого к первичной обмотке. В первом случае трансформатор будет понижать, во втором повышать переменное напряжение.
Напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, можно довольно точно подсчитать по отношению чисел витков обмоток трансформатора: во сколько раз она имеет большее (или меньшее) число витков по сравнению с числом витков первичной обмотки, во столько же раз напряжение на ней будет больше (или меньше) по сравнению с напряжением, подводимым к первичной обмотке. Так, например, если одна обмотка трансформатора имеет 1000 витков, а вторая 2000 витков, то, включив первую обмотку в сеть переменного тока с напряжением 220 В, мы получим во второй обмотке напряжение 440 В — это повышающий трансформатор. Если же напряжение 220 В подвести к обмотке, имеющей 2000 витков, то в обмотке, содержащей 1000 витков, мы получим напряжение 220 В — это понижающий трансформатор. Обмотка, имеющая 2000 витков, в первом случае будет вторичной, а во втором случае — первичной. Но, пользуясь трансформатором, вы не должны забывать о том, что мощность тока (P = UI), которую можно получить в цепи вторичной обмотки, никогда не превышает мощности тока первичной обмотки.
Это значит, что получить от вторичной обмотки одну и ту же мощность можно, повышая напряжение и уменьшая ток, либо потребляя от нее пониженное напряжение при увеличенном токе. Следовательно, повышая напряжение мы проигрываем в значении тока, а выигрывая в значении тока, обязательно проигрываем в напряжении. Для питания радиоаппаратуры от сети переменного тока часто используют трансформаторы с несколькими вторичными обмотками с различным числом витков (рис. 6).
| Рис. 6 Примеры промышленных трансформаторов. |
С помощью таких трансформаторов, называемых сетевыми, или трансформаторами питания, получают несколько напряжений, питающих разные цепи. Наибольшая мощность тока, которая может быть трансформирована, зависит от размера магнитопровода трансформатора и диаметра провода, из которого выполнены обмотки.
Чём больше объем магнитопровода, тем большая мощность может быть трансформирована. Практически же в трансформаторе всегда бесполезно теряется часть мощности. Поэтому мощность в цепи вторичной обмотки (или сумма мощностей, получаемых от всех вторичных обмоток) всегда несколько меньше мощности, потребляемой первичной обмоткой. Нужно запомнить: трансформаторы постоянный ток не трансформируют. Если, однако, в первичной обмотке трансформатора течет пульсирующий ток, то во вторичной обмотке будет индуцироваться переменное напряжение, частота которого равна частоте пульсаций тока в первичной обмотке. Это свойство трансформатора используется для индуктивной связи между разными цепями, разделения пульсирующего тока на его составляющие и ряда других целей, о которых разговор будет впереди. Все трансформаторы со стальными магнитопроводами и магнитопроводами из железоникелевых сплавов (пермаллоя) называют низкочастотными трансформаторами, так как они пригодны только для преобразования переменного напряжения низкочастотного диапазона.
На схемах низкочастотные трансформаторы обозначают буквой Т, а их обмотки — римскими цифрами. Принцип действия высокочастотных трансформаторов, предназначаемых дня трансформации колебаний высокой частоты, также основан на электромагнитной индукции. Они могут быть как с сердечниками, так и без сердечников. Их обмотки (катушки) располагают на одном или разных каркасах, но обязательно близко одну к другой (рис. 7). При появлении тока высокой частоты в одной из катушек вокруг нее возникает переменное магнитное поле, которое индуцирует во второй катушке напряжение такой же частоты. Как и в низкочастотных трансформаторах, напряжение во вторичной катушке зависит от соотношения чисел витков в катушках.
Рис. 7 Высокочастотные трансформаторы без сердечников (слева — катушки трансформатора с общим каркасом; справа — катушки трансформатора на отдельных каркасах; в центре — обозначение на схемах). |
Рис. 8 Высокочастотные трансформаторы с магнитодиэлектрическими сердечниками (слева со — стержневым, справа с кольцевым (тороидальным) сердечником). |
Для усиления связи между катушками в высокочастотных трансформаторах используют сердечники в виде стержней или колец (рис. 8), представляющие собой спрессованную массу из неметаллических материалов. Их называют магнитодиэлектрическими или высокочастотными сердечниками. Наиболее распространены ферритовые сердечники. Ферритовый сердечник не только усиливает связь между катушками, но и повышает их индуктивность, поэтому они могут иметь меньше витков по сравнению с катушками трансформатора без сердечника. Магнитодиэлектрический сердечник высокочастотного трансформатора не зависимо от его конструкции и формы обозначают на схемах так же, как магнитопровод низкочастотного трансформатора, — прямой линией между катушками, а обмотки, как и катушки индуктивности, — латинскими буквами (L).
Практическая работа
Как я говорил в предисловии к уроку, займемся конструированием универсального радиолюбительского блока питания.
В первую очередь определимся со схемой. Естественно за ней далеко ходить не нужно, она находится в разделе Источники питания этого сайта, которая так и называется «Простой регулируемый блок питания». Там же и его подробное описание с возможной заменой применяемых радиоэлементов. Затруднений при его изготовлении у вас не должно возникнуть, т. к. все то, из чего состоит схема представленного БП нам по предыдущим урокам хорошо знакомо и изучено, я надеюсь. Принципы работы отдельных его узлов мы тоже рассматривали. Единственное что здесь может вызвать затруднение в понимании, это усилительный каскад, собранный на транзисторах VT2 и VT3. Пока принимайте это как должное, подобные схемы и примеры в дальнейшем мы будем рассматривать и тогда к вам придет миг озарения. Здесь главное при монтаже не допустить ошибок.
По поводу монтажа: — вообще всю эту конструкцию можно смонтировать не на печатной плате как предлагается, (хотя это идеальный вариант) а на кусочке плотного картона (пресшпанте), при условии, что вы будете эксплуатировать его в домашних условиях, т. е. в условиях с нормальной влажностью. Делается это просто. Размещаются все радиоэлементы на картонке определенного размера (который зависит от габаритов применяемых радиодеталей и будущего корпуса), кроме трансформатора и выходного транзистора VT3, т. к. трансформатор крепится отдельно к шасси корпуса, а транзистор на радиаторе (дюралевая пластина). Радиатор транзистора VT3 должен быть изолирован от корпуса, если он металлический. Далее в местах выводов радиоэлементов с помощью тонкого шила прокалываются отверстия в которые вставляются выводы радиоэлементов. После того как вставили деталь в отверстие выводы нужно разогнуть в стороны, чтобы деталь не выпадала из отверстий при дальнейших манипуляциях с т. н. платой.
После этого остается с помощью проводников с обратной стороны нашей картонки (со стороны загнутых выводов) распаять все радиодетали в соответствии со схемой. Отдельно остановлюсь на трансформаторе и микроамперметре: в этом блоке питания можно применить любой трансформатор мощностью от 20 до 60 Вт., с переменным напряжением на вторичной обмотке от 12 до 14 В. Например; очень хорошо для данной конструкции подходит ТВК 110 — трансформатор кадровой развертки от старых, ламповых черно — белых телевизоров. Для ориентира см. (рис. 9, 10).
| Рис. 9 Вид сверху. | Рис. 10 Вид сбоку. |
Микроамперметр; который применяется здесь в качестве вольтметра, можно выдрать из любого старого бобинного магнитофона или ему подобных, который там применяется в качестве индикатора уровня сигнала, с любым током отклонения, потому как с помощью добавочного резистора R6 (подбирается экспериментально, в зависимости от используемого микроамперметра) мы сможем отрегулировать границы показания максимального предела измеряемого напряжения.
И еще, у вас конечно возникнут затруднения с проверкой и контролем выходного напряжения, потому как мы еще не изучали основные приемы работы с такими измерительными приборами как вольтметр, амперметр и омметр. Можно пойти и более простым путем, отказавшись от микроамперметра и просто зделать контрольные надписи напротив метки регулятора напряжения.Приступайте и помните что на первичной обмотке трансформатора будет находиться переменное напряжение в 220 В, КОТОРОЕ ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!
Переходим к следующему уроку !
| Склад #0327 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0205 | 97 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #04031 | нет на складе | срок поставки 7-10 дней | «> в наличии на 1 складе
| Склад #0327 | 243 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0205 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0206 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | «> в наличии на 1 складе
| Склад #0327 | 650 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней |
| Склад #0301 | 3429 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #04031 | нет на складе | срок поставки 7-10 дней | «> в наличии на 2 складах
| Склад TME | 3 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0205 | 2752 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0206 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | «> в наличии на 2 складахСклад #0327 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0205 | 1733 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 1732 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | «> в наличии на 2 складахСклад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 5575 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0205 | 2438 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 1709 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | «> в наличии на 2 складах
| Склад #0327 | 1759 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней |
| Склад #0301 | 775 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0205 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | «> в наличии на 2 складах
| Склад #0327 | 1498 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней |
| Склад #0301 | 632 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0205 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0206 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0303 | нет на складе | срок поставки 7-14 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | «> в наличии на 2 складах
| Склад #0327 | 144 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней | Склад #0301 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0205 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 935 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0327 | 120 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней | Склад #0301 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0205 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #0303 | нет на складе | срок поставки 7-14 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | «> в наличии на 1 складеСклад #0327 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0205 | 381 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 185 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | «> в наличии на 2 складахСклад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 211 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | «> в наличии на 1 складеСклад #0327 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0205 | 2507 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #04031 | нет на складе | срок поставки 7-10 дней | «> в наличии на 1 складеСклад #0327 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней |
| Склад #0301 | 152 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 1156 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | «> в наличии на 2 складахСклад #0327 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0205 | 919 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 7320 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | «> в наличии на 2 складах
| Склад TME | 1000 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 2887 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | «> в наличии на 2 складахСклад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 125 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0327 | 2 шт. в наличии | срок поставки 5-7 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 7036 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | «> в наличии на 2 складахСклад #0327 | нет на складе | срок поставки 5-7 дней | Склад TME | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | Склад #03011 | нет на складе | срок поставки 15-25 дней | Склад #0201 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней |
| Склад #0206 | 3779 шт. в наличии | срок поставки 40-60 дней | Склад #0204 | нет на складе | срок поставки 20-30 дней | Склад #0210 | нет на складе | срок поставки 40-60 дней | «> в наличии на 1 складе
Изготовление катушки и сердечника трансформатора
Каждый трансформатор Waukesha ® имеет конструкцию сердечника в форме сердечника. Наши трансформаторы средней и большой мощности имеют медные обмотки круглой конфигурации и имеют непрерывную дисковую и/или спиральную конструкцию. Это помогает обеспечить качество и надежность всей внутренней конструкции трансформатора.
ОБМОТКА КАТУШКИ ТРАНСФОРМАТОРА
Медный магнитный провод, легированный медью и серебром, или непрерывно транспонированный медный кабель – используется для проводников обмотки на всех устройствах Waukesha 9.
0003® силовые трансформаторы. Медный кабель с непрерывным транспонированием используется для минимизации потерь и температуры горячих точек, а также для создания более компактной обмотки с улучшенными характеристиками короткого замыкания.
Все обмотки круглого концентрического типа обеспечивают максимальную устойчивость к сквозным замыканиям. В обмотках высокого и низкого напряжения используется сплошная дисковая или спиральная обмотка. Эта конструкция обеспечивает максимальную прочность и устойчивость к коротким замыканиям, повышенную предсказуемость и более низкие температуры горячих точек при нагрузке и перегрузке.
Многожильные непрерывные дисковые и спиральные обмотки переставлены по всей обмотке для минимизации потерь циркулирующего тока. Современные методы проектирования используются для обеспечения максимальной силы импульса в обмотках и минимизации перепадов напряжения. Особое внимание при проектировании также уделено концевым дискам линии для управления распределением напряжения.
Методы балансировки ампер-витков используются для минимизации радиального потока рассеяния и минимизации осевых сил короткого замыкания. Чтобы обеспечить защиту от короткого замыкания, обмотки изготавливаются с учетом строгих проектных допусков по электрической высоте обмотки катушки, расположению ответвлений и расположению разделительных секций.
Охлаждающие каналы образованы между дисками в сплошно-дисковой и винтовой обмотках шпоночными радиальными прокладками из специальной прессованной изоляции высокой плотности. Эти распорки выровнены по колонне, чтобы обеспечить осевую поддержку обмоток и высокую устойчивость к короткому замыканию.
Все обмотки производятся в чистой среде обмотки. В этом изолированном «заводе на заводе» влажность и температура контролируются 24 часа в сутки с контролируемым доступом, чтобы свести к минимуму загрязнение.
КОНСТРУКЦИЯ СЕРДЕЧНИКА ТРАНСФОРМАТОРА
Во всех трансформаторах Waukesha ® используется конструкция с сердечником.
Сердечники изготавливаются из высокопроницаемой, доменно-рафинированной марки «Н», холоднокатаной текстурированной кремнистой стали (в некоторых случаях используется сталь марки «М»). Отжиг всей основной стали после резки обеспечивает оптимальные характеристики потерь.
В конструкции сердечника используется многоступенчатое круглое поперечное сечение с полностью скошенными соединениями. Листы, отрезанные по длине на специальных высокоскоростных, управляемых компьютером, автоматических ножницах с высокой точностью размеров, обеспечивают плотную посадку соединений с минимальными зазорами, что минимизирует потери в сердечнике, возбуждающий ток и уровни шума.
Изоляция жилы от рамы и соединение с землей только в одной точке предотвращает накопление статических зарядов. Заземление в одной точке также устраняет циркулирующие токи и связанное с этим образование горючих газов. Заземляющая полоса выводится в удобное место рядом с отверстием для доступа на крышке или через втулку на крышке бака для облегчения проверки изоляции жилы.
После штабелирования наносится двухкомпонентная эпоксидная смола, чтобы соединить ножки сердечника вместе, затем устанавливается обвязка для формирования жесткой конструкции. Прочные стальные торцевые рамы обеспечивают полную конструкцию сердечника с высокой механической прочностью, чтобы выдерживать большие нагрузки во время транспортировки или в условиях короткого замыкания без деформации сердечника или обмоток.
СЕРДЕЧНИК ТРАНСФОРМАТОРА И КАТУШКА ТРАНСФОРМАТОРА В СБОРЕ — СОЕДИНЕНИЕ ИХ ВМЕСТЕ
После того, как сердечники соединены вместе и выровнены, а катушки намотаны, обработаны, спрессованы и откалиброваны, пришло время собрать их вместе в процессе, называемом «посадка катушек». ” На каждом плече или плече сердечника будет закреплено от 2 до 5 витков, после чего вся сборка сердечника и катушки проходит тщательную очистку и тщательный осмотр, прежде чем приступить к операции прессования, которая помогает окончательной сборке сердечника.
После того, как сборка находится под давлением, ее снова очищают и проверяют, а затем подвергают процессу, называемому верхним хомутом, при котором сталь верхнего хомута соединяется с ветвями с очень жесткими допусками, чтобы гарантировать отсутствие проблем с потерями сердечника на испытательном полигоне.
После завершения верхнего ярма блок «втягивается». Эта процедура «втягивания» включает в себя затягивание зажимов сердечника на стали, затягивание хомутов ярма и добавление всей дополнительной изоляции, необходимой в конструкции. Точные, заранее рассчитанные методы зажима сердечника и узла катушки вместе обеспечивают положительное давление зажима на катушки в каждой точке и обеспечивают максимальную защиту от сквозного замыкания, независимо от того, насколько сухим может стать трансформатор во время эксплуатации.
Предварительно собранные скобы и направляющие конструкции (деревянные рамы с прикрепленным к ним изолированным кабелем и, часто, обесточенным переключателем ответвлений) теперь присоединяются к сборке. Все соединения обжаты и обернуты в соответствии с техническими спецификациями, при этом каждый обжим подписан оператором для проверки качества; особое внимание уделяется намотке обжимных муфт, чтобы свести к минимуму диэлектрические напряжения. После того, как все соединения будут выполнены, сборка снова будет откалибрована и протестирована, осмотрена, а затем передана в паровую фазу.
Основы трансформаторов — Трансформаторы — Основы электроники
Трансформаторы
Трансформатор — это устройство, передающее электрическую энергию от одного цепь к другой за счет электромагнитной индукции. Электрическая энергия всегда передается без изменения частоты, но может включать изменения амплитуд напряжения и тока. Потому что работает трансформатор по принципу электромагнитной индукции, он должен использоваться с входное напряжение источника, изменяющееся во времени. Есть много видов власти подходящие под это описание; для простоты объяснения и понимания, Действие трансформатора будет объяснено с использованием синусоидального переменного напряжения в качестве источник ввода.
Компоненты трансформатора
В своей основной форме трансформатор состоит из:
- Первичная обмотка (катушка), которая получает энергию от источника переменного тока.
- Вторичная обмотка (катушка), которая получает энергию от первичной
обмотки и подает ее на нагрузку.
- Сердечник, обеспечивающий путь для магнитных линий потока.
Первичная и вторичная катушки намотаны на материал сердечника определенного типа. В некоторых случаях витки проволоки наматывают на цилиндрическую или прямоугольную немагнитная форма. По сути, материал сердечника — воздух, а трансформатор — называется трансформатор с воздушным сердечником . Трансформаторы, используемые на низких частотах, такие как 50 и 60 Гц, требуют сердечника из магнитного материала с низким магнитным сопротивлением, обычно железо. Этот тип трансформатора называется трансформатором с железным сердечником .
Схематические обозначения трансформаторов
На рисунке ниже показаны типовые схематические обозначения трансформаторов. Символ для
трансформатор с воздушным сердечником показан на виде А. Части В и С на рисунке показывают
трансформаторы с железным сердечником. Полосы между катушками используются для обозначения
железное ядро. Часто к трансформатору делают дополнительные подключения.
обмотки в точках, отличных от концов обмоток. Эти дополнительные
соединения называются нажимает . Когда кран подключен к центру
обмотки, он называется центральным отводом . Вид C на рисунке ниже
показывает схематическое изображение трансформатора с железным сердечником с центральным отводом.
Схематические обозначения различных типов трансформаторов.
Действие трансформатора без нагрузки
На рисунке ниже показан трансформатор с воздушным сердечником. Первичная обмотка
подключен к источнику синусоидального переменного напряжения. Напряжение источника управляет
ток через первичную обмотку и, будучи синусоидальным, подвергается непрерывному
изменяется по величине и направлению. Магнитное поле
(поток) накапливается (расширяется) и сжимается (сжимается) вокруг первичной обмотки.
Изменяющееся магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, режет вторичную.
обмотка. Наведенное напряжение (ЭДС) возникает в
первичная и вторичная обмотки изменяющимся магнитным полем.
Первичное индуцированное напряжение немного меньше
чем напряжение источника, и они противоположны по полярности друг другу.
Небольшая разница между напряжением источника и первичным наведенным
напряжение достаточно велико, чтобы обеспечить протекание небольшого первичного тока,
называется намагниченность , или возбуждение , ток , при
вторичка не подключена к нагрузке.
Трансформатор без нагрузки.
Величина тока возбуждения определяется тремя факторами: (1) величина напряжения источника, (2) сопротивление провода первичной катушки и потери в сердечнике, и (3) реактивное сопротивление первичной обмотки, которое зависит от частоты возбуждающего тока. Эти два последних фактора управляется трансформаторной конструкцией.
Ток возбуждения выполняет две функции:
- Большая часть энергии возбуждения используется для поддержания магнитного поля Главная.
- Небольшое количество энергии используется для преодоления сопротивления провода
и потери в сердечнике, которые рассеиваются в виде тепла (потери мощности).
Взаимосвязь первичной и вторичной фаз
Вторичное напряжение трансформатора может быть синфазным или в противофазе с первичным напряжением. Это зависит от направления в котором намотаны обмотки и расположение соединений во внешнюю цепь (нагрузку). Проще говоря, это означает, что два напряжения могут подниматься и опускаться вместе, или одно может подниматься, пока другое падает.
Трансформаторы, у которых вторичное напряжение совпадает по фазе с первичные называются трансформаторами с одинаковой обмоткой , а те в которых напряжения сдвинуты по фазе на 180 градусов, называются Трансформаторы разнообмоточные .
Точки используются для обозначения точек на условном обозначении трансформатора. которые имеют одинаковую мгновенную полярность (точки, находящиеся в фазе).
Использование точек, указывающих фазу, показано на рисунке ниже. В части (А)
на рисунке первичная и вторичная обмотки намотаны сверху
вниз по часовой стрелке, если смотреть сверху на обмотки.
При построении таким образом верхний вывод первичного и верхнего
лидерство вторичного имеют та же полярность, что и . На это указывает
точки на символе трансформатора. Отсутствие фазовых точек указывает на
изменение полярности.
Мгновенная полярность зависит от направления намотки.
Часть (B) рисунка иллюстрирует трансформатор, в котором первичная и вторичные намотаны в противоположных направлениях. Если смотреть сверху обмотки, первичная обмотка намотана по часовой стрелке сверху вниз. внизу, а вторичка намотана против часовой стрелки. Обратите внимание, что верхние лиды первичного и вторичного каналов имеют напротив полярности. На это указывают точки, расположенные на противоположных концах. символ трансформатора. Таким образом, полярность напряжения на клеммы вторичной обмотки трансформатора зависит от направления в вторичка намотана относительно первичной.
Коэффициент сцепления
Коэффициент связи трансформатора зависит от
часть общей линии потока, которая пересекает как первичную, так и вторичную обмотки.
В идеале все линии потока, генерируемые первичной обмоткой, должны пересекать вторичную обмотку.
и все линии потока, генерируемого вторичной обмоткой, должны пересекать
начальный. Тогда коэффициент связи будет равен единице (единице), а максимальный
энергия будет передаваться от первичного к вторичному.
В практичных силовых трансформаторах используются сердечники из кремнистой стали с высокой проницаемостью.
и близкое расстояние между обмотками, чтобы обеспечить высокий коэффициент
муфты.
Линии потока, создаваемые одной обмоткой, которые не связаны с другой
обмотки называются поток рассеяния . Поскольку поток рассеяния, создаваемый
первичка не режет вторичку, она не может индуцировать напряжение в
вторичное. Следовательно, индуцированное во вторичной обмотке напряжение меньше
чем это было бы, если бы потока рассеяния не существовало. Поскольку эффект
потока рассеяния, чтобы снизить напряжение, наведенное во вторичной обмотке,
эффект можно воспроизвести, предположив, что индуктор подключен
последовательно с первичкой.
Эта серия индуктивность рассеяния is
Предполагается, что часть приложенного напряжения падает, оставляя меньшее напряжение
по первичке.
Обороты и коэффициенты напряжения
Суммарное напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке
трансформатор определяется в основном коэффициентом числа
витков в первичной к числу витков во вторичной, а по
величина напряжения, подаваемого на первичку. См. рисунок ниже. Часть (А)
на рисунке изображен трансформатор, первичная обмотка которого состоит из десяти витков
провода, вторичная обмотка которого состоит из одного витка провода. Вы знаете
что по мере того, как линии потока, создаваемые первичным устройством, расширяются и сжимаются,
они вырезали оба десять витков первичной обмотки и один виток
вторичное. Так как длина провода во вторичной обмотке
примерно такой же, как длина провода в каждом
Включите первичную обмотку, напряжение (ЭДС) , наведенное во вторичной обмотке, будет равно
такое же, как напряжение (ЭДС), индуцированное в каждом витке первичной обмотки .
Это означает, что при подаче напряжения на первичную обмотку 10 вольт,
встречная ЭДС в первичке почти 10 вольт. Таким образом, каждый ход в
первичная обмотка будет иметь наведенную встречную ЭДС, равную примерно одной десятой
общее приложенное напряжение, или один вольт. Поскольку одни и те же линии потока пересекают
витков как во вторичном, так и в первичном, каждый виток будет иметь
в нем индуцируется ЭДС в один вольт. Трансформатор в части (А)
рисунок ниже имеет только один виток во вторичной обмотке, таким образом, ЭДС на
вторичка — один вольт.
Обороты трансформатора и коэффициенты напряжения.
Трансформатор, представленный в части (B) рисунка выше, имеет десятивитковую
первичный и двухвитковый вторичный. Поскольку поток индуцирует один вольт на
очередь, общее напряжение на вторичной обмотке равно двум вольтам. Уведомление
что вольты на виток одинаковы как для первичной, так и для вторичной обмотки.
обмотки. Поскольку встречная ЭДС в первичке равна (или почти)
приложенного напряжения, пропорция может быть установлена, чтобы выразить значение
напряжение, индуцированное с точки зрения напряжения, приложенного к первичной и
количество витков в каждой обмотке.
Эта пропорция также показывает
соотношение между числом витков в каждой обмотке и
напряжение на каждой обмотке. Эта пропорция выражается
уравнение
куда
N p — число витков в первичной обмотке
В p — напряжение, приложенное к первичной обмотке
В с — напряжение, наведенное во вторичной обмотке
число витков N во вторичном
Обратите внимание, что уравнение показывает, что отношение вторичного напряжения к первичному напряжению равно отношению вторичных витков к первичному повороты. Уравнение можно записать как
Следующие формулы выводятся из приведенного выше уравнения:
Если известны любые три из величин в приведенных выше формулах, четвертая величина может быть вычислена.
Пример
Трансформатор имеет 200 витков в первичной обмотке, 50 витков во вторичной обмотке и 120 витков во вторичной обмотке.
вольт, подаваемых на первичную обмотку ( В р ). Какое напряжение
через вторичный ( V s )?
Решение:
Трансформатор в приведенной выше задаче имеет меньше витков во вторичной обмотке, чем
в первичке. В результате напряжение на вторичной обмотке меньше.
чем на первичке. Трансформатор, в котором напряжение на
на вторичной обмотке меньше, чем напряжение на первичной
называемый понижающим трансформатором . Соотношение шага вниз четыре к одному
трансформатор пишется как 4:1. Трансформатор с меньшим количеством витков
первичном, чем во вторичном, будет создавать большее напряжение на
вторичного, чем напряжение, приложенное к первичному. трансформатор
в котором напряжение на вторичной обмотке больше, чем напряжение
применяется к первичной называется повышающий трансформатор . Соотношение
повышающего трансформатора «один на четыре» следует записать как 1:4. Уведомление
в двух соотношениях номинал первичной обмотки всегда указывается первым.
Влияние нагрузки
Когда сопротивление нагрузки подключено к вторичной обмотке (рисунок ниже), напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, вызывает протекание тока во вторичной обмотке. Этот ток создает поле потока вокруг вторичный (показан пунктирными линиями), который противостоит потоку поле о первичном (закон Ленца). Таким образом, поток о вторичном отменяет часть потока относительно первичного. Суммарный поток в ядре трансформатор является общим как для первичной, так и для вторичной обмотки. При меньшем потоке, окружающем обмотки, первичная и вторичная индукция напряжения снижаются. Снижение первичного индуцированного напряжения увеличивает разницу между напряжением источника и первичным наведенным напряжением, тем самым позволяя протекать большему первичному току. Дополнительный ток в первичной обмотке генерирует больше линий потока, почти восстанавливая исходное количество общих линий потока.
Простой трансформатор, показывающий соотношение потоков первичной и вторичной обмотки.
Обороты и коэффициенты тока
Количество силовых линий, развитых в ядре, пропорционально сила намагничивания (в ампер-витках) первичной и вторичной обмоток. Ампер ( I × N ) является мерой магнитодвижущей силы. сила; определяется как магнитодвижущая сила, развиваемая одним ампер тока, протекающего по катушке с одним витком. Поток, существующий в сердечник трансформатора окружает как первичную, так и вторичную обмотки. Поскольку поток одинаков для обеих обмоток, ампер-витки в обеих первичная и вторичная обмотки должны быть одинаковыми.
Следовательно:
куда
I p N p — ампер-витки в первичной обмотке
I s N s — ампер-витки во вторичной обмотке
Разделив обе части уравнения на I p N s , вы получаете:
С
затем
куда
V P — Напряжение, применяемое к первичному Обратите внимание, что уравнения показывают, что коэффициент текущей ликвидности является обратным
отношение витков и отношение напряжения. Это означает, что трансформатор, имеющий
меньше витков во вторичной обмотке, чем в первичной, приведет к понижению
напряжение, но увеличит ток. Пример: Решение: Транспонирование для I s : Замена: В приведенном выше примере показано, что хотя напряжение на вторичной обмотке
составляет одну шестую напряжения на первичной обмотке, ток во вторичной
в шесть раз больше тока в первичной обмотке. На приведенные выше уравнения можно посмотреть с другой точки зрения.
Выражение называется коэффициентом трансформации витков и может быть выражен
как единый фактор. Как только что было объяснено, коэффициент трансформации трансформатора влияет на ток.
а также напряжение. Если напряжение во вторичной обмотке удвоится, ток
на вторичке вдвое меньше. И наоборот, если напряжение уменьшается вдвое в
во вторичной обмотке ток удваивается.
V S — напряжение по всему вторичному
I P — ток в первичном
I S — ток в первичном
I S.
Smoversing I ..
Трансформатор имеет отношение напряжения 6:1. Найдите ток в
вторичный, если ток в первичном 200 мА.
Помните, соотношение оборотов указывает сумму на
трансформатор увеличивает или уменьшает приложенное напряжение
к первичке. Например, если вторичная обмотка трансформатора имеет
в два раза больше витков, чем в первичной обмотке, индуцированное напряжение
во вторичке будет в два раза больше напряжения на первичке.
Если во вторичной обмотке вдвое меньше витков, чем в первичной, то напряжение
на вторичной обмотке будет половина напряжения на первичной.
Однако коэффициент витков и коэффициент тока трансформатора имеют
обратное отношение. Таким образом, повышающий трансформатор 1:2 будет иметь половину
ток во вторичке как в первичке. Понижающий трансформатор 2:1.
ток во вторичной обмотке будет в два раза больше, чем в первичной. Соотношение мощностей между первичной и вторичной обмотками
