В чем отличие первичной обмотки от вторичной. Отличия первичной и вторичной обмоток трансформатора: принципы работы и определение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как отличить первичную обмотку трансформатора от вторичной. Каковы основные характеристики обмоток. Как определить первичную обмотку по сопротивлению. Какие функции выполняют разные типы обмоток трансформатора.

Содержание

Основные принципы работы трансформатора

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Принцип его работы основан на явлении электромагнитной индукции.

Трансформатор состоит из следующих основных частей:

Магнитопровод (сердечник) — замкнутая магнитная цепь, по которой проходит основной магнитный поток
Обмотки — проводники, намотанные на сердечник
Изоляция — электроизоляционные материалы между обмотками и сердечником
Система охлаждения — для отвода тепла, выделяемого при работе

Главными элементами трансформатора являются обмотки — первичная и вторичная. Правильное определение этих обмоток критически важно для корректной работы устройства.

Характеристики первичной и вторичной обмоток

Первичная обмотка трансформатора подключается к источнику переменного тока. При прохождении тока через нее создается переменное магнитное поле в сердечнике. Это поле индуцирует ЭДС во вторичной обмотке.

Основные характеристики обмоток:

Первичная обмотка рассчитана на входное напряжение (обычно 220В)
Вторичная обмотка создает требуемое выходное напряжение
Сопротивление первичной обмотки обычно выше
Провод первичной обмотки тоньше
Количество витков в обмотках определяет коэффициент трансформации

Методы определения первичной обмотки трансформатора

Существует несколько способов отличить первичную обмотку от вторичной:

1. По сопротивлению

Сопротивление первичной обмотки обычно значительно выше, чем вторичной. Это связано с большим количеством витков тонкого провода. Измерив сопротивление мультиметром, можно определить обмотку с большим значением как первичную.

2. По толщине выводов

Провода, идущие к первичной обмотке, как правило тоньше. Это связано с меньшими токами, протекающими через нее. Вторичная обмотка рассчитана на большие токи и имеет более толстые выводы.

3. По маркировке

На трансформаторах часто присутствует маркировка обмоток. Первичная обозначается буквами A-X, вторичная — a-x, b-y и т.д. Также могут использоваться цифровые обозначения.

Функции различных типов обмоток трансформатора

В трансформаторах помимо основных обмоток могут присутствовать и другие:

Компенсационная — для компенсации потерь напряжения
Экранирующая — для защиты от помех
Подмагничивания — для регулировки магнитного потока
Вспомогательная — для питания собственных нужд

Каждый тип обмотки выполняет свою функцию в работе трансформатора. Правильное определение и подключение всех обмоток обеспечивает корректную и эффективную работу устройства.

Особенности конструкции обмоток трансформатора

Конструкция обмоток трансформатора может существенно различаться в зависимости от его назначения, мощности и рабочего напряжения. Основные типы обмоток:

Цилиндрические — наиболее распространены в силовых трансформаторах
Дисковые — применяются в трансформаторах на большие токи
Винтовые — обеспечивают хорошую изоляцию между слоями
Непрерывные — для высоковольтных трансформаторов

Выбор типа обмотки зависит от требований к трансформатору по надежности, экономичности и условиям эксплуатации.

Расчет и проектирование обмоток трансформатора

При проектировании трансформатора важно правильно рассчитать параметры обмоток. Основные этапы расчета:

Определение числа витков на основе закона электромагнитной индукции
Выбор сечения провода исходя из допустимой плотности тока
Расчет изоляции между слоями и обмотками
Определение потерь в обмотках
Проверка на нагрев и механическую прочность

Современные программы автоматизированного проектирования значительно упрощают процесс расчета обмоток трансформатора.

Диагностика и ремонт обмоток трансформатора

Для обеспечения надежной работы трансформатора необходимо периодически проводить диагностику его обмоток. Основные методы:

Измерение сопротивления обмоток
Проверка изоляции
Измерение коэффициента трансформации
Тепловизионный контроль

При обнаружении неисправностей может потребоваться ремонт или замена обмоток. Эту работу должны выполнять только квалифицированные специалисты с соблюдением всех мер безопасности.

Заключение

Правильное определение и подключение первичной и вторичной обмоток — ключевой фактор в работе трансформатора. Понимание принципов их работы и методов диагностики позволяет обеспечить надежную и эффективную эксплуатацию этих важных электротехнических устройств.

Первичная и вторичная обмотка трансформатора

Первичная обмотка трансформатора – это часть устройства, к которой подводится преобразуемый переменный ток. Определить, где первичная, а где вторичная обмотка трансформатора, важно при использовании устройств без заводской маркировки и самодельных катушек.

На самодельных трансформаторах нет обозначений первичной обмотки.

Знания о внутреннем строении и принципе действия трансформаторов имеют практическое значение для начинающих радиолюбителей и домашних мастеров. Имея информацию о типах обмоток, методах их расчета и главных отличиях, можно с большей уверенностью начинать создание систем освещения и прочих устройств.

Типы трансформаторных обмоток

В зависимости от взаиморасположения проводящих ток элементов, направления их намотки и формы сечения провода выделяют несколько типов обмоток трансформаторов:

Однослойная или двухслойная цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода. Технология ее изготовления очень проста, благодаря чему такие катушки получили широкое распространение. Обмотка имеет небольшую толщину, что уменьшает нагрев устройства. Из недостатков следует выделить небольшую прочность конструкции.
Многослойная цилиндрическая обмотка является аналогом предыдущего типа, но провод расположен в несколько слоев. Окна магнитной системы при этом заполняются лучше, но появляется проблема перегрева.
Цилиндрическая многослойная обмотка из провода круглого сечения обладает свойствами, близкими к предыдущим разновидностям обмоток, но к недостаткам добавляется утрата прочности по мере роста мощности.
Винтовая обмотка с одним, двумя и больше ходами имеет высокую прочность, отличную изоляцию и охлаждение. По сравнению с цилиндрическими обмотками, винтовая обходится дороже в производстве.

Непрерывная обмотка из провода прямоугольного сечения не перегревается, она обладает значительным запасом прочности.
Многослойная обмотка из фольги устойчива к повреждениям, хорошо заполняет окно магнитной системы, но технология производства таких катушек сложная и дорогостоящая.

У трансформаторов есть шесть основных типов обмотки.

На схемах трансформаторов начало обмоток высокого напряжения обозначается большими буквами латинского алфавита (A, B, C), а такая же часть проводов низкого напряжения – строчными буквами. Противоположный конец обмотки имеет общепринятое условное обозначение, состоящее из конечных трех букв латинского алфавита – X, Y, Z для входящего напряжения и x, y, z для выходящего.

Различают обмотки и по назначению:

основные – к ним относятся первичная и вторичная обмотки, по которым ток подается из сети и поступает к месту потребления;

регулирующие – являют собой отводы, главная функция которых – изменение коэффициента трансформации напряжения;
вспомогательные – используются для обеспечения нужд самого трансформатора.

Автоматизированный расчет намотки трансформатора

Правильно выбрать трансформатор важно не только при проведении ремонта электрической сети, систем освещения и цепей управления. Расчет важен и для радиолюбителей, которые хотят самостоятельно изготовить катушку для конструируемого прибора.

Для этого существуют удобные программы-калькуляторы, которые обладают широким функционалом и оперируют различными методами расчета.

Специальные программы облегчат расчет траснформатора.

Проще всего рассчитать параметры маломощного однофазного трансформатора. Для этого в специальной программе указываются следующие параметры:

напряжение, подающееся на первичную обмотку катушки , в большинстве случаев это для домашних нужд

напряжение составляет 220 вольт;
напряжение на вторичной обмотке;
сила тока вторичной обмотки.

Далее следует указать тип трансформатора (броневой или стержневой), вторичную мощность, значение магнитной индуктивности сердечника и плотности тока в обмотке.

Результат расчетов представлен в виде удобной таблицы, в которой указаны такие значения, как параметры сердечника и высота стержня, сечение провода, количество витков и мощность обмоток.

Автоматизированный расчет сильно упрощает теоретическую часть процесса конструирования трансформатора, позволяя сосредоточиться на важных деталях.

Отличия первичной обмотки от вторичной

Определить тип обмотки можно по ее сопротивлению.

Определение типа обмотки может быть важным в тех случаях, когда на трансформаторе не сохранилось никаких обозначений. Как узнать, где первичная, а где вторичная обмотка? Они рассчитаны на разное напряжение. Если к сети в 220 В подключить вторичную обмотку, то устройство просто сгорит.

Главный визуальный критерий, при помощи которого можно определить тип обмотки, – толщина провода, припаянного к его выводам. Трансформатор имеет 4 выхода: два для подключения к сети, а еще два для вывода напряжения. Провода, которыми первичная обмотка соединяется с сетью, имеют небольшую толщину. Вторичная обмотка подключена проводами довольно большого поперечного сечения.

Еще один верный признак, позволяющий узнать тип обмотки, – измерение сопротивления провода. Сопротивление первичной обмотки имеет довольно высокое значение тогда, когда у вторичной оно может составлять до 1 Ома.

Вне зависимости от модели, первичная обмотка трансформатора всегда будет одна. На принципиальных схемах она обозначается римской цифрой I. Вторичных обмоток может быть несколько, их обозначение – II, III, IV, и т.д. Не стоит допускать распространенной ошибки, называя такие обмотки третичными, четвертичными и так далее. Все они имеют один ранг и называются вторичными.

Какие функции выполняет трансформатор?

Трансформаторы широко используются в зарядных устройствах.

Главная функция трансформаторов состоит в понижении или повышении напряжения подаваемого на них тока. Эти устройства находят широкое применение в высоковольтных сетях, которые доставляют электричество от места его выработки до конечного потребителя.

В современном домашнем хозяйстве трудно обойтись без трансформатора тока. Данные устройства используются во всех типах техники, начиная от холодильника и заканчивая компьютером.

Еще недавно размеры и вес бытовой техники часто определялись именно параметрами трансформатора, ведь основное правило заключалось в том, что чем выше мощность преобразователя тока, тем он больше и тяжелее. Чтобы увидеть это, достаточно просто сравнить между собой два типа зарядных устройств. Трансформаторы от старого мобильного телефона и современного смартфона или планшета. В первом случае перед нами будет небольшое, но увесистое приспособление для зарядки, которое заметно греется и часто выходит из строя. Импульсные трансформаторы отличаются бесшумной работой, компактностью и высокой надежностью. Принцип их действия заключается в том, что переменное напряжение сначала поступает на выпрямитель и преобразовывается в высокочастотные импульсы, которые подаются на небольшой трансформатор.

В условиях проведения ремонта техники дома часто возникает потребность самостоятельной намотки катушки трансформатора. Для этого используют сборные сердечники, которые состоят из отдельных пластин. Детали соединяются между собой посредством замка, образовывая жесткую конструкцию. Обмотка проводом производится при помощи самодельного устройства, которое работает по принципу коловорота.

Создавая такой трансформатор, следует помнить: чем плотнее и аккуратнее намотана проволока, тем меньше проблем будет возникать с эксплуатацией такого устройства.

Витки отделяются друг от друга одинарным слоем бумаги, промазанной клеем, а первичная обмотка отделяется от вторичной промежутком из 4-5 слоев бумаги. Такая изоляция обеспечит защиту от пробоев и короткого замыкания. Правильно собранный трансформатор гарантирует стабильность работы техники, отсутствие назойливого гула и перегревов.

Заключение по теме

Трансформаторы используются в большинстве окружающей нас техники. Знание об их внутреннем строении дает возможность при необходимости произвести их ремонт, обслуживание или замену.

Отличить первичную обмотку от вторичной бывает важно для правильного подключения устройства в сеть. Подобная проблема может возникнуть и при использовании самодельных устройств или трансформаторов без маркировки.

Непрерывная катушечная обмотка применяется только при напряжении 110 кВ и выше. При использовании в обмотке нескольких параллельных проводов транспозиция делается, как в винтовых параллельных обмотках.

В чем различие и особенность трансформаторов и автотрансформаторов

Трансформатор — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Различное электрооборудование и современные электрические сети в целом используют для своей работы прежде всего переменный ток. Переменный ток питает двигатели, индукционные печи, станки, компьютеры, обогреватели, ТЭНы, осветительные приборы, бытовую технику.

Переоценить значимость переменного тока для современного мира невозможно. Однако для передачи электрической энергии на большие расстояния используется высокое напряжение. А техника требует для своего питания напряжения пониженного — 110, 220 или 380 вольт.

Поэтому после передачи на расстояние электрическое напряжение необходимо понизить. Понижение осуществляют ступенями при помощи трансформаторов и автотрансформаторов.

Вообще трансформаторы бывают повышающими и понижающими. Повышающие трансформаторы установлены на генерирующих электростанциях, где они повышают получаемое от генератора переменное напряжение до сотен тысяч и даже миллиона вольт, приемлемых для передачи на большие расстояния с минимальными потерями энергии. А потом это высокое напряжение понижается опять же при помощи трансформаторов.

Обычный силовой или сетевой трансформатор — это электромагнитный агрегат, назначение которого — изменить действующее значение переменного напряжения, подаваемого на его первичную обмотку. Трансформатор в каноническом виде имеет несколько обмоток, но минимум — две — первичную и вторичную.

Витки всех обмоток трансформатора обвивают общий магнитопровод — сердечник. На первичную обмотку подается напряжение величину которого необходимо изменить, ко вторичной (вторичным) обмотке (обмоткам) присоединяется потребитель или сеть с розетками, от которых будут питаться многочисленные потребители.

Действие трансформатора основано на законе электромагнитной индукции Фарадея. Когда по виткам первичной обмотки течет переменный ток, в пространстве внутри (в основном) обмотки действует переменное электромагнитное поле данного тока.

Это переменное магнитное поле способно навести ЭДС индукции во вторичной обмотке, которая охватывает пространство действия магнитного потока первичной обмотки. В обычном трансформаторе первичные обмотки гальванически изолированы от первичных.

В автотрансформаторе часть витков первичной обмотки используется в качестве вторичной. Автотрансформаторы целесообразно использовать тогда, когда напряжение нужно понизить лишь немного, не в разы, как это делают обычные трансформаторы, а например в 0,7 раз.

Таким образом главное отличие трансформатора от автотрансформатора заключается в том, что у обычного трансформатора обмотки электрически изолированы друг от друга, а обмотки автотрансформатора имеют общие витки и поэтому всегда связаны гальванически. У трансформатора каждая обмотка имеет минимум два собственных вывода, у автотрансформатора один вывод всегда окажется общим для первичной и вторичной обмоток.

Автотрансформаторы широко применяются в сетях с напряжением более 100 кВ, поскольку при ступенчатом понижении напряжения, когда ясно, что обмотки конечного трансформатора будут гальванически изолированы, отсутствие гальванической развязки на ступени автотрансформатора не критично.

Зато с экономической точки зрения автотрансформаторы куда выгоднее обычных. У них меньше потери в обмотках за счет меньшего количества меди в проводах чем у обычных трансформаторов аналогичной мощности.

Размер автотрансформатора при той же мощности меньше — меньше расходы на материалы и сердечник. У автотрансформаторов более высокий КПД, ибо преобразованию подвергается лишь часть магнитного потока. Да и в целом стоимость автотрансформатора получается ниже.

К недостаткам автотрансформатора, в отличие от обычного, можно отнести отсутствие гальванической развязки между первичной и вторичной цепью. Если изоляция по какой-нибудь причине окажется нарушена, обмотка низшего напряжения окажется под высоким напряжением. Поэтому автотрансформаторы обычно не используют в быту дабы не подвергать обывателя опасности поражения током.

На напряжении до 1000 вольт автотрансформаторы используются для регулирования напряжения в виде лабораторных приборов — лабораторных автотрансформаторов (ЛАТРов) и в составе электромеханических стабилизаторов напряжения.Различное электрооборудование и современные электрические сети в целом используют для своей работы прежде всего переменный ток. Переменный ток питает двигатели, индукционные печи, станки, компьютеры, обогреватели, ТЭНы, осветительные приборы, бытовую технику.

Ранее ЭлектроВести писали, что 19 августа на Днестровскую гидроаккумулирующую станцию доставлено блочный силовой трансформатор Т-4.

По материалам: electrik.info.

Как отличить первичную обмотку от вторичной. Как по сопротивлению определить первичную обмотку трансформатора

На самодельных трансформаторах нет обозначений первичной обмотки.

Типы трансформаторных обмоток

Однослойная или двухслойная цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода. Технология ее изготовления очень проста, благодаря чему такие катушки получили широкое распространение. Обмотка имеет небольшую толщину, что уменьшает нагрев устройства. Из недостатков следует выделить небольшую прочность конструкции.
Многослойная цилиндрическая обмотка является аналогом предыдущего типа, но провод расположен в несколько слоев. Окна магнитной системы при этом заполняются лучше, но появляется проблема перегрева.
Цилиндрическая многослойная обмотка из провода круглого сечения обладает свойствами, близкими к предыдущим разновидностям обмоток, но к недостаткам добавляется утрата прочности по мере роста мощности.
Винтовая обмотка с одним, двумя и больше ходами имеет высокую прочность, отличную изоляцию и охлаждение. По сравнению с цилиндрическими обмотками, винтовая обходится дороже в производстве.
Непрерывная обмотка из провода прямоугольного сечения не перегревается, она обладает значительным запасом прочности.
Многослойная обмотка из фольги устойчива к повреждениям, хорошо заполняет окно магнитной системы, но технология производства таких катушек сложная и дорогостоящая.

У трансформаторов есть шесть основных типов обмотки.

Различают обмотки и по назначению:

основные – к ним относятся первичная и вторичная обмотки, по которым ток подается из сети и поступает к месту потребления;
регулирующие – являют собой отводы, главная функция которых – изменение коэффициента трансформации напряжения;
вспомогательные – используются для обеспечения нужд самого трансформатора.

Автоматизированный расчет намотки трансформатора

Специальные программы облегчат расчет траснформатора.

напряжение, подающееся на первичную обмотку катушки, в большинстве случаев это для домашних нужд
напряжение составляет 220 вольт;
напряжение на вторичной обмотке;
сила тока вторичной обмотки.

Отличия первичной обмотки от вторичной

Определить тип обмотки можно по ее сопротивлению.

Главный визуальный критерий, при помощи которого можно определить тип обмотки, – толщина провода, припаянного к его выводам . Трансформатор имеет 4 выхода: два для подключения к сети, а еще два для вывода напряжения. Провода, которыми первичная обмотка соединяется с сетью, имеют небольшую толщину. Вторичная обмотка подключена проводами довольно большого поперечного сечения.

Какие функции выполняет трансформатор?

Трансформаторы широко используются в зарядных устройствах.

Создавая такой трансформатор, следует помнить: чем плотнее и аккуратнее намотана проволока, тем меньше проблем будет возникать с эксплуатацией такого устройства.

Заключение по теме

Прежде чем подключать трансформатор к сети,нужно определить первичную обмотку трансформатора, прозвонить его первичные и вторичные обмотки омметром.

У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.

несколько первичных обмоток

Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.

В двух каркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.

защищен предохранителем

При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном , предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Когда неизвестен тип силового трансформатора, тем более мы не знаем его паспортных данных, на помощь приходит обыкновенный стрелочный тестер и не хитрое приспособление в лице лампы накаливания.

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:

I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер),
P – габаритная мощность трансформатора (Ватт),
U – напряжение сети (~220 Вольт).

35 / 220 = 0,16 Ампер

Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

определение первичного напряжения трансформатора

Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.

При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.

Мощность (Вт)	Ток ХХ (мА)
5 — 10	10 — 200
10 -50	20 — 100
50 — 150	50 — 300
150 — 300	100 — 500
300 — 1000	200 — 1000

Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности.
Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем больше ток ХХ.

Схема подключения, при определения количества витков на вольт.

Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН,
ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать
трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?

Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор
от старого телевизора, к примеру, трансформатор и ему подобные.

Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока , но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток —
амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся,
диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным
проводом в изоляции.

Формула для расчета витков трансформатора

50/S

Сопутствующие формулы:

P=U2*I2 (мощность трансформатора)

Sсерд(см2)= √ P(ва) N=50/S

I1(a)=P/220 (ток первичной обмотки)

W1=220*N (количество витков первичной обмотки)

W2=U*N (количество витков вторичной обмотки)

D1=0,02*√i1(ma) D2=0,02*√i2(ma)
K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)

50/S — это эмпирическая формула, где S — площадь сердечника трансформатора в см2 (ширину х толщину), считается, что она справедлива до мощности порядка 1кВт.
Измерив площадь сердечника, прикидываем сколько надо
витков намотать на 10 вольт, если это не очень трудно, не разбирая
трансформатора наматываем контрольную обмотку через свободное
пространство (щель).

Подключаем лабораторный автотрансформатор к
первичной обмотке и подаёте на неё напряжение, последовательно включаем
контрольный амперметр, постепенно повышаем напряжение ЛАТР-ом, до начала
появления тока холостого хода.

Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно
«жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности
передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие
броски тока нагрузки при высоком напряжении (2500 -3000 в), например,
тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от
максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив
полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем
расчет количества витков на вольт.

Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.

Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.

Если нет под рукой амперметра, то вместо него можно использовать
вольтметр, замеряя падение напряжение на резисторе, включенного в разрыв
подачи напряжения к первичной обмотке, потом рассчитать ток из
полученных измерений.

Трансформаторы применяются практически во всех электроприборах, как промышленных, так и бытовых.

Оставим за рамками статьи трансформаторы, используемые энергетическими компаниями, и рассмотрим устройства преобразования напряжения, применяемые в блоках питания домашних электроприборов.

Как работает трансформатор, и для чего он нужен?

Трансформатор относится к элементарным электротехническим устройствам. Принцип его работы основан на возбуждении магнитного поля и двустороннем его преобразовании.

Важно! Индуцировать магнитное поле на сердечнике можно только с помощью переменного тока. Поэтому трансформаторов, работающих на постоянном токе, не существует. При необходимости преобразовать постоянное напряжение, его сначала делают переменным или импульсным. Например, с помощью задающих генераторов.

На единый магнитный сердечник наматывается первичная обмотка, на которую подается переменное напряжение с первичными характеристиками. На остальных обмотках, намотанных на тот же сердечник, индуцируется переменное напряжение. Разница в количестве витков в отношении к первичке, определяет коэффициент передачи.

Как рассчитать обмотку трансформатора?

Например, первичка состоит из 2200 витков и на нее подается 220 вольт переменного напряжения. На каждые 10 витков такого трансформатора приходится 1 вольт. Соответственно, для получения требуемого значения напряжения на вторичных обмотках, необходимо умножить его на 10, и мы получим количество витков вторички.

Чтобы получить 24 вольта, нам необходимо 240 витков вторичной обмотки. Если требуется с одного трансформатора снимать несколько значений, можно намотать несколько обмоток.
Как проверить трансформатор и определить его обмотки?

Конец одной обмотки часто соединяют с началом следующей. Например, мы имеем две вторички на 240 и на 200 витков, соединенных последовательно. Тогда на I обмотке будет 24 вольта, на II – 20 вольт. А если снять напряжение с крайних выводов – получится 44 вольта.

Следующее значение – максимальная мощность нагрузки. Это неизменная величина. Если первичка рассчитана на мощность 220Вт, значит, через нее можно пропустить ток 1А. Соответственно, при напряжении 20 вольт на вторичной обмотке, рабочий ток может достигать 11А.

Исходя из требуемой мощности, рассчитывается сечение магнитопровода (сердечника) и сечение проводника, из которого наматываются обмотки.

Чтобы понять принцип расчета магнитопровода, взгляните на приложенную таблицу:

Это типовой расчет для Ш образного сердечника, применяемого в большинстве бытовых трансформаторов. Магнитопровод набирается из пластин, выполненных из электротехнической стали или сплавов на основе железа с добавлением никеля. Такой материал отлично справляется с удержанием стабильного магнитного поля.

Если такой вопрос предстоит решить бывалому электрику, это не составит для него никакого труда, так как выяснить где начало и конец – это самое легкое, что может для него быть. На самом деле и для опытного человека это, также, не составляет особого труда, необходимо знать основные параметры и конструктивные правила, а также соблюдать технику безопасности, при работе с электрическими приборами и установками, а также с высоковольтным напряжением, чтобы не произошло никаких непредвиденных ситуаций со здоровьем.

Определение первичной и вторичной обмотки трансформаторной установки

Бывает так, что трансформаторная установка на своем корпусе не имеет абсолютно никакие опознавательные знаки, но имеет медные шнуры, которые выступают из четырех выводах. Одна выводка имеет большой шнур из меди, а другая, тонкий. Человек, который уже сталкивался с таким вопросом, моментально будет уверен в том, что нужно делать. Так как супертонкий шнур – и есть электрообмотка первичного типа, соответственно второй шнур – вторичного типа.

Одним из обязательных указаний есть то, что первичная обмотка подключается только к сети с напряжением 220 вольт и она обматывается тоненьким шнуром из медной основы. Значит, делая вывод, можно сказать, первоначальная обмотка будет исполнена тонким проводом, а также сопротивление у нее 62 Ома. Так как вторичная электрообмотка исполнена толстым шнуром, сопротивление меньше. Вторичная электрообмотка может включать несколько витков, чего не скажешь про первичную, она всегда только одна.

Чтобы использовать имеющийся в запасах силовой трансформатор, необходимо как можно точнее узнать его ключевые характеристики. С решением этой задачи практически никогда не возникает затруднений, если на изделии сохранилась маркировка. Требуемые параметры легко можно найти в Сети, просто введя в строку поиска выбитые на трансформаторе буквы и цифры.
Однако довольно часто маркировки нет – надписи затираются, уничтожаются коррозией и так далее. На многих современных изделиях (особенно на дешевых) маркировка не предусмотрена вообще. Выбрасывать в таких случаях трансформатор, конечно же, не стоит. Ведь его цена на рынке может быть вполне приличной.

Наиболее важные параметры силовых трансформаторов

Что же нужно знать о трансформаторе, чтобы корректно и, самое главное, безопасно использовать его в своих целях? Чаще всего это ремонт какой-либо бытовой техники или изготовление собственных поделок, питающихся невысоким напряжением. А знать о лежащем перед нами трансформаторе нужно следующее:

На какие выводы подавать сетевое питание (230 вольт)?
С каких выводов снимать пониженное напряжение?
Каким оно будет (12 вольт, 24 или другим)?
Какую мощность сможет выдать трансформатор?
Как не запутаться, если обмоток, а соответственно, и попарных выводов – несколько?

Все эти характеристики вполне реально вычислить даже тогда, когда нет абсолютно никакой информации о марке и модели силового трансформатора.
Для выполнения работы понадобятся простейшие инструменты и расходные материалы:

мультиметр с функциями омметра и вольтметра;
паяльник;
изолента или термоусадочная трубка;
сетевая вилка с проводом;
пара обычных проводов;
лампа накаливания;
штангенциркуль;
калькулятор.

Еще понадобится какой-либо инструмент для зачистки проводов и минимальный набор для пайки – припой и канифоль.

Определение первичной и вторичной обмоток

Первичная обмотка понижающего трансформатора предназначена для подачи сетевого питания. То есть именно к ней необходимо подключать 230 вольт, которые есть в обычной бытовой розетке. В самых простых вариантах первичная обмотка может иметь всего два вывода. Однако бывают и такие, в которых выводов, например, четыре. Это значит, что изделие рассчитано на работу и от 230 В, и от 110 В. Рассматривать будем вариант попроще.
Итак, как определить выводы первичной обмотки трансформатора? Для решения этой задачи понадобится мультиметр с функцией омметра. С его помощью нужно измерить сопротивление между всеми имеющимися выводами. Где оно будет больше всего, там и есть первичная обмотка. Найденные выводы желательно сразу же пометить, например, маркером.

Определить первичную обмотку можно и другим способом. Для этого намотанную проволоку внутри трансформатора должно быть хорошо видно. В современных вариантах чаще всего так и бывает. В старых изделиях внутренности могут оказаться залитыми краской, что исключает применение описываемого метода. Визуально выделяется та обмотка, диаметр проволоки которой меньше. Она является первичной. На нее и нужно подавать сетевое питание.
Осталось вычислить вторичную обмотку, с которой снимается пониженное напряжение. Многие уже догадались, как это сделать. Во-первых, сопротивление у вторичной обмотки будет намного меньше, чем у первичной. Во-вторых, диаметр проволоки, которой она намотана – будет больше.

Задача немного усложняется, если обмоток у трансформатора несколько. Особенно такой вариант пугает новичков. Однако методика их идентификации тоже очень проста, и аналогична вышеописанному. В первую очередь, нужно найти первичную обмотку. Ее сопротивление будет в разы больше, чем у оставшихся.
В завершение темы по обмоткам трансформатора стоит сказать несколько слов о том, почему сопротивление первичной обмотки больше, чем у вторичной, а с диаметром проволоки все с точностью до наоборот. Это поможет начинающим детальнее разобраться в вопросе, что очень важно при работе с высоким напряжением.
На первичную обмотку трансформатора подается сетевое напряжение 220 В. Это значит, что при мощности, например, 50 Вт через нее потечет ток силой около 0,2 А (мощность делим на напряжение). Соответственно, большое сечение проволоки здесь не нужно. Это, конечно же, очень упрощенное объяснение, но для начинающих (и решения поставленной выше задачи) этого будет достаточно.
Во вторичной обмотке токи протекают более значительные. Возьмем самый распространенный трансформатор, который выдает 12 В. При той же мощности в 50 Вт ток, протекающий через вторичную обмотку, составит порядка 4 А. Это уже довольно большое значение, потому проводник, через который будет проходить такой ток, должен быть потолще. Соответственно, чем больше сечение проволоки, тем сопротивление ее будет меньше.
Пользуясь этой теорией и простейшим омметром можно легко вычислять, где какая обмотка у понижающего трансформатора без маркировки.

Определение напряжения вторичной обмотки

Следующим этапом идентификации «безымянного» трансформатора будет определение напряжения на его вторичной обмотке. Это позволит установить, подходит ли изделие для наших целей. Например, вы собираете блок питания на 24 В, а трансформатор выдает только 12 В. Соответственно, придется искать другой вариант.

Для определения напряжения, которое возможно снять со вторичной обмотки, на трансформатор придется подавать сетевое питание. Это уже довольно опасная операция. По неосторожности или незнанию можно получить сильный удар током, обжечься, повредить проводку в доме или сжечь сам трансформатор. Потому не лишним будет запастись несколькими рекомендациями относительно техники безопасности.
Во-первых, при тестировании подсоединять трансформатор к сети следует через лампу накаливания. Она подключается последовательно, в разрыв одного из проводов, идущих к вилке. Лампочка будет служить в роли предохранителя на случай, если вы что-то сделаете неправильно, или же исследуемый трансформатор неисправен (закорочен, сгоревший, намокший и так далее). Если она светится, значит что-то пошло не так. На лицо короткое замыкание в трансформаторе, потому вилку из розетки лучше сразу же вытянуть. Если лампа не светится, ничего не воняет и не дымит – работу можно продолжать.
Во-вторых, все соединения между выходами и вилкой должны быть тщательно заизолированы. Не стоит пренебрегать этой рекомендацией. Вы даже не заметите, как рассматривая показания мультиметра, например, возьметесь поправлять скручивающиеся провода, получите хорошенький удар током. Это опасно не только для здоровья, но и для жизни. Для изолирования используйте изоленту или термоусадочную трубку соответствующего диаметра.
Теперь сам процесс. К выводам первичной обмотки припаивается обычная вилка с проводами. Как указано выше, в цепь добавляется лампа накаливания. Все соединения изолируются. К выводам вторичной обмотки подсоединяется мультиметр в режиме вольтметра. Обратите внимание на то, чтобы он был включен на измерение переменного напряжения. Начинающие часто допускают тут ошибку. Установив ручку мультиметра на измерение постоянного напряжения, вы ничего не сожжете, однако, на дисплее не получите никаких вменяемых и полезных показаний.

Теперь можно вставлять вилку в розетку. Если все в рабочем состоянии, то прибор покажет вам выдаваемое трансформатором пониженное напряжение. Аналогично можно измерить напряжение на других обмотках, если их несколько.

Простые способы вычисления мощности силового трансформатора

С мощностью понижающего трансформатора дела обстоят немного сложнее, но некоторые простые методики, все же, есть. Самый доступный способ определить эту характеристику – измерение диаметра проволоки во вторичной обмотке. Для этого понадобится штангенциркуль, калькулятор и нижеприведенная информация.
Сначала измеряется диаметр проволоки. Для примера возьмем значение в 1,5 мм. Теперь нужно вычислить сечение проволоки. Для этого необходимо половину диаметра (радиус) возвести в квадрат и умножить на число «пи». Для нашего примера сечение будет около 1,76 квадратных миллиметров.
Далее для расчета понадобится общепринятое значение плотности тока на квадратный миллиметр проводника. Для бытовых понижающих трансформаторов это 2,5 ампера на миллиметр квадратный. Соответственно, по второй обмотке нашего образца сможет «безболезненно» протекать ток силой около 4,3 А.
Теперь берем вычисленное ранее напряжение вторичной обмотки, и умножаем его на полученный ток. В результате получим примерное значение мощности нашего трансформатора. При 12 В и 4,3 А этот параметр будет в районе 50 Вт.
Мощность «безымянного» трансформатора можно определить еще несколькими способами, однако, они более сложные. Желающие смогут найти информацию о них в Сети. Мощность узнается по сечению окон трансформатора, с помощью программ расчета, а также по номинальной рабочей температуре.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что определение характеристик трансформатора без маркировки является довольно простой задачей. Главное – соблюдать правила безопасности и быть предельно внимательным при работе с высоким напряжением.

Первичная и вторичная цепи силового трансформатора

Работа трансформатора основана на явлении взаимоиндукции. Электродвижущая сила взаимоиндукции возникает в одной из двух катушек (рисунок 1), например в катушке 2, когда в другой 1 протекает ток, создающий переменный магнитный поток Ф₀. При изменении магнитного потока силовые линии магнитного поля, возникающие вокруг катушки 1, проникают в другую катушку и пересекают ее витки. В результате этого в катушке 2 создается электродвижущая сила (эдс), которая и является электродвижущей силой взаимоиндукции.

1 — катушка (обмотка) первичной цепи; 2 — катушка вторичной цепи; 3 — реостат для изменения тока в первичной цепи
Рисунок 1 — Магнитная связь двух катушек, обтекаемых переменным током

Если концы катушки 2 соединяют с каким-нибудь приемником электрической энергии, то эдс взаимоиндукции создает в нем ток, т. е. передает ему некоторую энергию. Эту энергию катушка 2 получает с помощью магнитного поля, созданного током первой катушки, причем источник тока тотчас же пополняет эту энергию. Так, на основе электромагнитной связи происходит переход энергии источника из одной катушки в другую.

Ток, протекающий в первой катушке и создающий вокруг нее магнитное поле, называют возбуждающим или первичным и обозначают I1. Электрическую цепь, составленную из источника тока, соединительных проводов и катушки 1, называют первичной. Переменное магнитное поле пересекает не только витки ω2 катушки 2, но и витки ω1 катушки 1. Поэтому и в первичной катушке возникает эдс самоиндукции E1.

Электродвижущую силу взаимоиндукции, возникающую в катушке 2, называют вторичной и обозначают Е2; электрическую цепь, соединенную с этой катушкой, также называют вторичной. Ток, протекающий во вторичной цепи, называется вторичным и обозначается I₂ (рисунок 2, а, б).

а — режим холостого хода; б — режим нагрузки; 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка, 3 — рубильник; 4 — магнитопровод
Рисунок 2 — Первичная и вторичная обмотки на магнитопроводе

Магнитный поток, пересекая любой замкнутый контур (например, виток обмотки), создает в нем эдс и ток. По правилу Ленца этот ток (например, вторичный ток I₂) направлен так, что своим магнитным действием препятствует причине, его вызвавшей.

Интенсивность магнитного поля, т. е. магнитная индукция, пропорциональна току, зависит от числа витков первичной обмотки и свойств среды (от магнитной проницаемости), в которой расположены витки. Для ферромагнитных веществ, например для стали, магнитная проницаемость во много раз больше магнитной проницаемости воздуха. Поэтому для усиления магнитного поля, созданного первичным током, группы последовательно соединенных витков, т. е. катушки обмотки, помещают на магнитопровод, изготовленный из пластин специальной электротехнической стали. Комплект пластин из электротехнической стали, собранный в такой геометрической форме, которая позволяет локализовать в ней основную часть магнитного поля, составляет магнитную систему, или магнитопровод трансформатора. Стержнем называют ту часть магнитопровода, на которой или вокруг которой располагаются катушки обмотки.

Благодаря высокой магнитной проницаемости стали магнитопровод усиливает магнитное поле тока, увеличивает магнитный поток Ф₀ и эдс Е2 (рисунок 2, а). При холостом ходе, когда ток протекает по обмотке, присоединенной к источнику питания, а в другой обмотке тока нет (нагрузка не включена), мощность, потребляемая от сети, расходуется только на создание потока Ф₀, т. е. на намагничивание магнитопровода и индуктирование напряжения на разомкнутых зажимах обмотки 2. Поток Ф₀, который полностью сцеплен со всеми витками обмоток 1 и 2, называют главным или основным, а первичный ток I1 при холостом ходе — током холостого хода трансформатора. Ток холостого хода обозначают обычно I0.

Как известно, магнитный поток индуктирует эдс, создающую ток не только в обмотке, но и в стали магнитопровода. Ток, создаваемый эдс, протекает по замкнутому контуру (вихревое движение) в сердечнике в направлении, перпендикулярном магнитному потоку (рисунок 3, а).

а — сплошном; б — шихтованном; 1 — магнитопровод; 2 — вихревые токи; 3 — слои (пластины) магнитопровода
Рисунок 3 — Вихревые токи в магнитопроводе

Магнитопровод всегда можно представить себе состоящим из большого числа цилиндрических слоев, образующих в сечении подобные замкнутые контуры. Совокупность токов, протекающих по всем этим контурам, образует вихревые токи магнитопровода; вследствие электрического сопротивления стали они вызывают в ней нагрев и потери мощности, поступающей от источника.

Если магнитопровод выполнить из сплошной стали, то сопротивление его будет невелико и вихревые токи могут достигнуть больших значений. Для уменьшения величины вихревых токов (полностью устранить их не удается) магнитопровод собирают из отдельных изолированных листов стали.

Действительно, для уменьшения вихревых токов следует уменьшить возникающую в магнитопроводе эдс и увеличить сопротивление. При этом, чем тоньше лист, тем меньше элементарная эдс, создающая ток, меньше сечение, т. е. больше сопротивление, меньше величина тока (рисунок 3, б). Как видно из рисунка, возникающие в контурах вихревые токи 2 замыкаются только в каждой отдельной пластине, а не по всему магнитопроводу.

Вследствие небольшой величины эдс, а также увеличения сопротивления контура, сечение которого стало значительно меньше, чем у сплошного магнитопровода, вихревые токи оказываются небольшими. Чтобы сделать их еще меньше, в сталь, применяемую для изготовления магнитопровода, добавляют кремний, который существенно повышает удельное сопротивление, не ухудшая в то же время ее магнитных свойств. Свойства стали зависят, кроме того, от способа ее изготовления. В частности, большую роль играет способ прокатки стали. Горячекатаная сталь имеет значительно большие удельные потери, чем холоднокатаная. Учитывая, что удельные потери от вихревых токов пропорциональны квадрату толщины листа стали, сейчас вместо толщины 0,5 мм все шире используют сталь толщиной 0,33—0,35 мм и даже 0,28 мм.

Однако вихревые токи — не единственная причина потерь в магнитопроводе. Другой причиной является перемагничинание стали вследствие непрерывного изменения величины и направления переменного тока. А так как изменение магнитного поля непосредственно связано с изменением направления и величины тока, то сталь магнитопровода непрерывно намагничивается и размагничивается.

Известно, что кривая намагничивания, т. е. зависимость магнитной индукции от величины и направления тока, образует так называемую петлю гистерезиса (рисунок 4). Непрерывное перемагничивание сопровождается нагреванием стали, т. е. потерями энергии. Площадь, охватываемая петлей гистерезиса, пропорциональна удельным потерям мощности, затрачиваемой на намагничивание. Эти потери называют потерями от гистерезиса или потерями на перемагничивание. Для их уменьшения применяют сталь с малым содержанием углерода и другими присадками, улучшающими ее свойства.

Рисунок 4 — Петля гистерезиса — зависимость индукции В от изменения тока намагничивания I

Рассмотренные нами потери, возникающие в магнитной системе трансформатора при номинальном напряжении на первичной обмотке и номинальной частоте, называют магнитными потерями.

20. Трансформаторы тока. К, М

Наименование испытания	Вид испытания	Нормы испытания
20.1. Измерение сопротивления изоляции:			Производится у трансформаторов напряжением выше 1000 В мегаомметром на напряжение 2500 В.
1) первичных обмоток;		Не нормируется.	Производится мегаомметром на напряжение 1000 В.
2) вторичных обмоток.		Должно быть не ниже 1 МОм вместе с подсоединенными к ним цепями.	У трансформаторов тока ТФН-220 кВ при наличии вывода от экрана вторичной обмотки измеряется также сопротивление изоляции между экраном и вторичной обмоткой.
20.2. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tg изоляции обмоток.		Предельные значения tg изоляции обмоток трансформаторов тока с бумажно-масляной изоляцией приведены в табл. 27 (приложение 3.1). Измерения производятся при напряжении 10 кВ.	Производятся: у трансформаторов тока напряжением 110 кВ и выше — при неудовлетворительных показателях качества залитого в них масла; у трансформаторов тока напряжением 35 кВ — при ремонтных работах в ячейках (на присоединениях), где они установлены.
20.3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:
1) изоляции первичных обмоток;		Значения испытательного напряжения приведены в табл. 5 (приложение 3.1). Длительность испытания для трансформаторов тока с фарфоровой внешней изоляцией — 1 мин., с органической изоляцией — 5 мин. Трансформаторы тока напряжением более 35 кВ повышенным напряжением не испытываются.	Допускается испытывать измерительные трансформаторы совместно с ошиновкой. В этом случае испытательное напряжение принимается по нормам, принятым для электрооборудования с самым низким уровнем испытательного напряжения. Испытание повышенным напряжением трансформаторов тока, соединенных с силовыми кабелями 6 — 10 кВ, производится без расшиновки вместе с кабелями по нормам, принятым для кабелей.
2) изоляция вторичных обмоток.		Производится напряжением 1000 В в течение 1 мин.
20.4. Снятие характеристик намагничивания.		Характеристика снимается при повышении напряжения на одной из вторичных обмоток до начала насыщения, но не выше 1800 В. При наличии у обмотки ответвлений характеристика снимается на рабочем ответвлении. Допускается снятие только трех контрольных точек. Отличие от значений, измеренных на заводе-изготовителе, или от измеренных на исправном трансформаторе тока, однотипном с проверяемым, не должно превышать 10%.	Снятая характеристика сопоставляется с типовой характеристикой намагничивания или с характеристиками намагничивания исправных трансформаторов, однотипных с проверяемым.
20.5. Измерение коэффициента трансформации.		Отклонение измеренного коэффициента от паспортного или от измеренного на исправном трансформаторе, однотипном с проверяемым, не должно превышать 2%.
20.6. Измерение сопротивления обмоток постоянному току.		Отклонение измеренного сопротивления от паспортного или от измеренного на других фазах не должно превышать 2%.	При сравнении измеренного значения с паспортными данными измеренное значение должно приводиться к заводской температуре.
20.7. Испытания трансформаторного масла.		Масло из трансформаторов тока 110 — 220 кВ испытывается согласно требованиям табл. 6 (приложение 3.1), пп. 1 — 3 один раз в два года.	Периодичность отбора проб масла при превышении «нормально допустимых» должна устанавливаться учащенной.
20.8. Испытания встроенных трансформаторов тока.		Испытания встроенных трансформаторов тока производятся по пп. 20.1, 20.3.2, 20.5, 20.6, 20.7.
20.9. Тепловизионный контроль.		Производится в соответствии с установленными нормами и инструкциями заводов-изготовителей.

Трансформатор

Трансформатор состоит из двух отдельных обмоток, называемых первичной и вторичной обмотками. Входное напряжение переменного тока прикладывается к первичной обмотке и создает изменяющееся магнитное поле. Это магнитное поле взаимодействует со вторичной обмоткой, индуцируя в ней напряжение переменного тока (точнее, ЭДС). Напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, имеет ту же частоту, что и входное напряжение, но его амплитуда определяется соотношением числа витков вторичной и первичной обмоток.

Если входное напряжение на выводах первичной обмотки = V1
выходное напряжение на выводах вторичной обмотки = V2
число витков первичной обмотки = T1
число витков вторичной обмотки = T2

то

Кроме того, I1/ I2 = T1/ T2, где I1 и I2 – токи первичной и вторичной обмоток соответственно.

Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора

Приведенные выше соотношения предполагают, что трансформатор имеет 100%-ный КПД, т. е. полностью отсутствуют какие-либо потери мощности. Следовательно,
Входная мощность I1•V1 = Выходная мощность I2•V2.
На практике трансформаторы имеют КПД около 96-99%. Для увеличения КПД трансформатора его первичная и вторичная обмотки наматываются на одном магнитном сердечнике (рис. 7.10).

Повышающий и понижающий трансформаторы

Повышающий трансформатор вырабатывает на выходе (во вторичной обмотке) более высокое напряжение, чем приложено на входе (к первичной обмотке). Для этого число витков вторичной обмотки делается больше числа витков первичной обмотки.
Понижающий трансформатор вырабатывает на своем выходе меньшее напряжение, чем на входе, поскольку его вторичная обмотка имеет меньшее число витков по сравнению с первичной.

Коэффициент приведения сопротивления

Трансформатор, изображенный на рис. 7.11, имеет в цепи вторичной обмотки нагрузочный резистор r2. Сопротивление r2 можно пересчитать или, как говорят, привести к первичной обмотке, т. е. к сопротивлению трансформатора r1 со стороны первичной обмотки. Отношение r1/ r2 называется коэффициентом приведения сопротивления. Этот коэффициент можно рассчитать следующим образом. Поскольку r1 = V1 / I1 и r2 = V2 / I2, то

Рис. 7.10. Трансформатор.

Рис. 7.11. Коэффициент приведения
сопротивления

r1/ r2 = Т12/ Т22 = n2.

Рис. 7.12. Автотрансформатор.

Рис. 7.13. Автотрансформатор с несколькими отводами.

Но V1 / V2 = T1 / T2 = n и I2 / I1 = T1 / T2 = n, поэтому

r1 / r2 = n2

Например, если сопротивление нагрузки r2 = 100 Ом и отношение числа витков обмоток (коэффициент трансформации) T1 / T2 = п = 2 : 1, то со стороны первичной обмотки трансформатор можно рассматривать как резистор с сопротивлением r1 = 100 Ом • 22 = 100 • 4 = 400 Ом.

Автотрансформатор

Трансформатор может иметь одну-единственную обмотку с одним отводом от части витков этой обмотки, как показано на рис. 7.12. Здесь T1 — число витков первичной обмотки и T2 — число витков вторичной обмотки. Напряжения, токи, сопротивления и коэффициент трансформации определяются теми же формулами, которые применимы к обычному трансформатору.
На рис. 7.13 показан еще один трансформатор с единственной обмоткой, в котором сделано несколько отводов от этой обмотки. Все соотношения для напряжений, токов и сопротивлений по-прежнему определяются коэффициентом трансформации (V1/Va = Т1/Тa, V1/Vb = Т1/Тb и т. д.).

Трансформатор с отводом от средней точки вторичной обмотки

На рис. 7.14 изображен трансформатор с отводом от середины его вторичной обмотки. С верхней и нижней половин вторичной обмотки снимаются выходные напряжения Va и Vb, Отношение входного напряжения (на первичной обмотке) к каждому из этих выходных напряжений определяется отношением числа витков, причем

V1/Va = Т1/Тa V1/Vb = Т1/Тb

где Т1, Тa и Тb — число витков первичной, вторичной а и вторичной b обмоток соответственно. Поскольку отвод сделан от середины вторичной обмотки, напряжения Va и Vb равны по амплитуде. Если средняя точка заземлена, как в схеме на рис. 7.14, то выходные напряжения, снимаемые с двух половин вторичной обмотки, находятся в противофазе.

Пример

Обратимся к рис. 7.15. (а) Рассчитайте напряжение между выводами В и С трансформатора, (б) Если между выводами А и В намотано 30 витков, то сколь¬ко всего витков имеет вторичная обмотка трансформатора?
Решение
a) VBC = VAD – VAB – VCD = 36 В – 6 В – 12 В = 18 В.
Число витков между А и В
b) VAB / VAD == ———————————————
Число витков между А и D

Следовательно, 6 В/36 В = 30/ TAD, отсюда TAD = 30 • 36/6 = 180 витков.

Рис. 7.14. Трансформатор с отводом от средней точки вторичной обмотки.

Рис. 7.15. VAD = 36 В, VAB = б В,
VCD = 12 В.

Магнитная цепь

Принято говорить, что в магнитной цепи магнитный поток (или магнитное поле), измеряемый в теслах, создается силой, называемой магнитодвижущей силой (МДС). Магнитная цепь обычно сравнивается с электрической цепью, причем магнитный поток сопоставляется с током, а магнитодвижущая сила с электродвижущей силой. Точно так же, как говорят о сопротивлении R электрической цепи, можно говорить о магнитном сопротивлении S магнитной цени; эти понятия имеют аналогичный смысл. Например, такой магнитомягкий материал, как ковкое железо, обладает низким магнитным сопротивлением, т. е. низким сопротивлением для магнитного потока.

Магнитная проницаемость

Магнитная проницаемость материала это мера легкости его намагничивания. Например, ковкое железо и другие электромагнитные материалы, такие, как ферриты, обладают высокой магнитной проницаемостью. Эти материалы применяются в трансформаторах, катушках индуктивности, реле и ферритовых антеннах. В отличие от них немагнитные материалы имеют очень низкую магнитную проницаемость. Магнитные сплавы, такие, как кремнистая сталь, обладают способностью сохранять состояние намагниченности в отсутствие магнитного поля и поэтому применяются в качестве постоянных магнитов в громкоговорителях (динамических головках), магнитоэлектрических измерительных приборах с подвижной катушкой и т. д.

Экранирование

Рассмотрим полый цилиндр, помещенный в магнитное поле (рис. 7.16). Если этот цилиндр изготовлен из материала с низким магнитным сопротивлением (магнитомягкого материала), то магнитное поле будет концентрироваться в стенках цилиндра, как показано на рисунке, не попадая в его внутреннюю область.

Рис. 7.16. Магнитное экранирование.

Рис. 7.17. Электростатическое экранирование в трансформаторе.

Следовательно, если в эту область поместить какой-либо предмет, он будет защищен (экранирован) от влияния магнитного поля в окружающем пространстве. Такое экранирование, называемое магнитным экранированием, применяется для защиты от внешних магнитных полей электронно-лучевых трубок, магнитоэлектрических измерительных приборов с подвижной катушкой, динамических головок громкоговорителей и т. п.
В трансформаторах иногда применяется другой тип экранирования, называемый электростатическим или электрическим экранированием. Между первичной и вторичной обмотками трансформатора размещается экран из тонкой медной фольги, как показано на рис. 7.17. При заземлении такого экрана сильно уменьшается влияние емкости между обмотками, которая возникает из-за разности потенциалов этих обмоток. Электростатическое экранирование применяется также в коаксиальных кабелях и всюду, где проводники имеют разные потенциалы и находятся в непосредственной близости друг от друга.

В этом видео рассказывают о том, что такое трансформатор:

Добавить комментарий

Что такое первичная и вторичная обмотка трансформатора

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

24.05.2013

Трансформатор — статический (без подвижных частей) электромагнитный аппарат, предназначенный для повышения или понижения напряжения переменного тока.

Принципиальная схема трансформатора приведена на рис. 1.

Основные части трансформатора: замкнутый стальной сердечник 1 и размещенные на этом сердечнике обмотки 2 и 3. Обмотки изолированы от стального сердечника и друг от друга, т. е. обмотки электрически не связаны между собой.

Сердечники трансформаторов набирают из листов специальной так называемой трансформаторной стали толщиной 0,35 или 0,5 мм.

Листы стали изолируют друг от друга специальной бумагой или лаковой изоляцией.

Трансформаторная сталь имеет повышенное по сравнению с обычной сталью электрическое сопротивление, способствующее, так же как и наличие прокладок и лака, уменьшению вихревых токов, индуктируемых в сердечнике, и связанных с ними потерь.

В трансформаторной стали потери, связанные с гистерезисом (перемагничиванием), меньше, чем в других сортах стали.

Обмотка трансформатора, к которой подводится электрическая энергия, называется первичной обмоткой, другая, к которой присоединяются приемники энергии, — вторичной обмоткой.

Соответственно все электрические величины (мощность, напряжение, ток, сопротивление и т. д.), относящиеся к электрической цепи первичной обмотки, называются первичными, а относящиеся ко вторичной обмотке, — вторичными.

Обмотка с более высоким напряжением называется обмоткой высшего напряжения (в. н.), обмотка, присоединенная к сети с меньшим напряжением, называется обмоткой низшего напряжения (н.н.).

Если вторичное напряжение меньше первичного, то трансформатор называется понижающим, а если больше — повышающим.

Режим работы трансформатора, при котором вторичная обмотка разомкнута, а к зажимам первичной подведено напряжение, называется холостым ходом.

Если к зажимам первичной обмотки подвести напряжение переменного тока U₁, то в первичной обмотке потечет ток, который создаст переменный магнитный поток.

Преобладающая часть магнитных линий потока замкнется по стальному сердечнику, пронизывая все нитки первичной и вторичной обмоток. Эта часть магнитного потока называется основным, или рабочим, магнитным потоком Ф_т.

Другая часть потока, обычно гораздо меньшая, замыкается через воздух, пронизывая только витки первичной обмотки, и называется потоком рассеяния первичной обмотки Ф_s1. При разомкнутой вторичной цепи (цепи, питаемой от вторичной обмотки) ток в ней отсутствует и с ней не связано никакое магнитное поле.

При замыкании вторичной цепи в ней появляется ток; связанное с ним магнитное поле образует два потока: один в сердечнике, другой, замыкающийся через воздух, Ф_s2; таким образом, около вторичной обмотки также создается поток рассеяния.

Потоки рассеяния аналогичны магнитному потоку самоиндукции, который создает ток в любой катушке индуктивности и любом проводе. Эти потоки являются вредными.

Согласно закону электромагнитной индукции при изменении основного магнитного потока индуктируется э. д. с. в первичной обмотке Е₁ и во вторичной Е₂.

Так как первичная обмотка с числом витков w₁ и вторичная обмотка с числом витков w₂ пронизываются одним и тем же основным потоком, то очевидно, что в каждом витке обеих обмоток индуктируется одинаковая по величине э. д. с. е. Следовательно, E_s1 = ew₁ и Е₂ = ew₂, откуда

где К — коэффициент трансформации трансформатора.

Поток рассеяния в свою очередь индуктирует э. д. с. рассеяния в первичной обмотке E_s1.

Следовательно, напряжение, приложенное к первичной обмотке трансформатора, U₁ должно быть уравновешено падением напряжения в активном сопротивлении I₁r₁ первичной обмотки, э. д. с. E_sl рассеяния и э. д. с. E₁ основного потока.

При холостом ходе, т. е. при разомкнутой вторичной цепи, E_s1 и I₁r₁ очень малы и можно считать, что э. д. с. Е₁, индуктируемая в первичной обмотке, полностью уравновешивает подведенное напряжение U₁.

При разомкнутой вторичной цепи э. д. с. Е₂ электрического тока не вызывает, но если мы замкнем вторичную обмотку, т. е. присоединим к ней приемники электроэнергии, то под действием вторичной э. д. с. по вторичной цепи потечет ток, подводимая к трансформатору первичная мощность преобразовывается во вторичную, где используется для приемников электроэнергии (электродвигателей, электрических ламп и т. д.).

Если не учитывать потерь, можно считать, что подводимая мощность E₁I₁ приблизительно равна вторичной мощности Е₂I₂ (I₁ и I₂ — первичный и вторичный токи трансформатора), т. е.

т. е. при трансформации первичный и вторичный токи приблизительно обратно пропорциональны числам витков соответствующих обмоток; э. д. с. первичной и вторичной обмоток прямо пропорциональны числам витков соответствующих обмоток.

Вторичный ток I₂, проходя в обмотке, создает ампер-витки I₂w₂, действующие в той же магнитной цепи трансформатора (сердечнике), что и ампер-витки первичной обмотки. Следовательно, при нагрузке основной магнитный поток (сцепленный с первичной и вторичной обмотками) будет определяться совместным действием ампер-витков l₁w₁ первичной и ампер-витков I₂w₂ вторичной обмоток.

Согласно закону Ленца индуктированный во вторичной обмотке ток направлен таким образом, что препятствует изменению сцепленного с ним магнитного потока. Изменение магнитного потока вызывается первичными ампер-витками l₁w₁. Следовательно, вторичный ток должен быть такого направления, чтобы создаваемые ими ампер-витки действовали против ампер-витков первичной обмотки.

Уменьшение основного магнитного потока из-за размагничивающего действия вторичных ампер-витков вызовет уменьшение индуктированной им э. д. с. Е₁ в первичной обмотке. Так как напряжение, приложенное к зажимам первичной обмотки U₁, остается постоянным, то при уменьшении Е₁ оно не уравновешивает напряжения U₁, поэтому ток увеличивается до величины, при которой восстанавливается равенство напряжения U₁ и э. д. с. Е₁. При этом основной магнитный поток должен практически сохранять величину, равную величине основного потока при холостом ходе.

Действительно, при всех нагрузках трансформатора напряжение сети U₁ должно уравновешиваться э. д. с. Е₁ (падением напряжения в первичной обмотке пренебрегаем). Для этого необходимо, чтобы основной магнитный поток Ф_т оставался неизменным, т. е. постоянным при любой нагрузке трансформатора. Ток I₁ в первичной обмотке должен быть таким, чтобы компенсировать влияние ампер-витков, создаваемых током I₂ во вторичной обмотке. Напряжения на зажимах вторичной обмотки всегда меньше э. д. с. Е₂ вследствие падения напряжения в активном и реактивном сопротивлениях вторичной обмотки.

Для трансформации трехфазного тока применяют трехфазные трансформаторы (трехстержневые), или групповые, которые составляются из трех однофазных.

Создателем первой конструкции трехфазного трансформатора является М. О. Доливо-Добровольский. Ученый применил его при сооружении в 1891 г. первой линии электропередачи трехфазного тока, по тому времени самой большой в мире по мощности и протяженности, осуществленной на расстоянии 178 км при напряжении до 30 000 в.

Трехстержневые трехфазные трансформаторы имеют общую магнитную цепь для всех трех фаз, состоящую из трех вертикальных стержней и двух горизонтальных, связывающих вертикальные стержни (рис. 2). Каждый вертикальный стержень 1, 2 и 3 с двумя обмотками I и II представляет собой однофазный трансформатор. Одна из обмоток является первичной,а другая — вторичной. Процессы, происходящие в каждой фазе трехфазного трансформатора, не отличаются от процессов в однофазном трансформаторе.

При этом в любой момент времени основной магнитный поток каждой фазы равен алгебраической сумме магнитных потоков двух других фаз.

Первичные, а также вторичные обмотки могут соединяться между собой звездой:

При передаче энергии из первичной обмотки трансформатора во вторичную часть мощности расходуется: на нагревание стального сердечника (гистерезис и вихревые токи), на нагревание первичной и вторичной обмоток (тепло Ленца).

Мощность, расходуемая на нагревание стального сердечника, называется потерями в стали и обозначается Р_ст.

Мощность, расходуемая на нагревание обмоток, называется потерями в меди и обозначается Р_м.

Отношение мощности Р₂, отдаваемой вторичной обмоткой потребителям тока (вторичная мощность), к мощности Р₁ подводимой к первичной обмотке (первичная мощность), называется коэффициентом полезного действия(к. п. д.) трансформатора:

— мощность, отдаваемая трансформатором.

Коэффициенты полезного действия трансформаторов достигают весьма высоких значений. К. п. д. некоторых мощных трансформаторов составляет 98—99%.

Трансформаторы, обычно применяемые в береговых установках, погружают в бак со специальным трансформаторным маслом. Масло имеет большую теплоемкость, чем воздух, лучше отводит теплоту и является хорошим изоляционным материалом. Масло повышает электрическую прочность изоляции обмоток трансформатора. Поэтому масляные трансформаторы имеют меньшие габариты, чем воздушные той же мощности и с таким же напряжением. Стенки бака для лучшей теплоотдачи изготовляются из волнистого железа; иногда к баку пристраивается специальный радиатор.

Трансформатор, имеющий только одну обмотку, часть которой является общей для первичной и вторичной цепи, называется автотрансформатором (рис. 3, б).

Первичная обмотка (рис. 3, а) — витки w₁ (участок обмотки 1—3), а вторичная — витки w₂ (участок обмотки 1′ — 2′).

В общей части обмотки 1—2 ток равен разности I₂ — I₁, так как в автотрансформаторе вторичная обмотка совмещена с первичной.

называется коэффициентом трансформации автотрансформатора.

Преимуществами автотрансформатора (по сравнению с трансформатором) являются уменьшение сечения общей части обмотки, больший к. п. д. и меньший вес.

Наряду с указанными достоинствами автотрансформатор имеет существенный недостаток, а именно: возможность проникновения высокого напряжения в сеть низкого напряжения, так как первичные обмотки имеют электрическое соединение; поэтому автотрансформаторы применяются главным образом в установках низкого напряжения.

Трансформаторы, предназначенные для береговых и общепромышленных установок, отличаются от судовых. Обычно трансформаторы мощностью свыше 10 кВА, применяемые в береговых установках, погружают в бак, наполненный специальным трансформаторным маслом.

Для установки на судах отечественная промышленность выпускает специальные типы судовых трансформаторов — однофазные и трехфазные. Все судовые трансформаторы имеют естественное воздушное охлаждение. Масляные трансформаторы, несмотря на их преимущества, на судах не применяют, так как масло обладает горючестью и может выплескиваться при качке.

Однофазные судовые трансформаторы выпускаются мощностью до 10,5 кВА, а трехфазные — до 50 ква.

Первичное напряжение их равно 400, 230 и 133 в (последнее только для однофазных трансформаторов), а вторичное — 230, 133, 115 и 25 в.

Для возможности регулирования вторичного напряжения первичная обмотка трансформатора имеет несколько выводов. У трансформаторов для номинального первичного напряжения 380 в эти выводы соответствуют напряжению сети 400, 390, 380 и 370 в, а у трансформатора на 220 в — 230, 225, 220 и 215 в.

Если при номинальном напряжении первичной сети к ней будет подключена более высокая ступень напряжения первичной обмотки (например 400 или 390 в при номинале 380 в), то на вторичной стороне трансформатора напряжение будет ниже номинального. При подключении на первичной стороне более низкой ступени, чем номинальное напряжение, на вторичной стороне получим напряжение выше номинального.

Судовые трансформаторы выпускаются для установки на открытых палубах и для установки в закрытых помещениях.

Изоляция их рассчитана на длительное пребывание в условиях большой влажности окружающей среды.

Все судовые трансформаторы выпускаются в гладких, закрытых металлических кожухах, снабженных лапами с отверстиями для крепления трансформаторов болтами к палубе или переборкам.

Тема: как сделать, намотать, перемотать вторичную, выходную обмотку трансформатора под нужный ток и напряжение, её простой расчёт.

Напомню, что трансформатор – это электротехническое устройство, способное преобразовывать электрическую энергию через промежуточную среду в виде электромагнитного поля. Устройство трансформатора достаточно простое. Он состоит из магнитного сердечника (может иметь различные формы) на который наматываются витки изолированного провода. Классический вариант трансформатора содержит две обмотки: первичная (она же входная) и вторичная (она же выходная). В зависимости от материала магнитного сердечника, общей мощности трансформатора, нужных параметров (входное и выходное напряжение и сила тока) данное устройство содержит определённое количество витков и сечение обмоточного провода.

Первичные обмотки трансформаторов в большинстве своем рассчитаны на стандартное сетевое напряжение величиной 220 вольт (реже на 380 вольт, это трансформаторы используют в промышленной сфере). Одной из главных характеристик трансформатора является его мощность. Зная мощность данного устройства и имея первичную обмотку, рассчитанную на 220 вольт можно легко переделать любой трансформатор под свои нужды (если этой мощности вам будет хватать) намотав вторичную обмотку под нужное выходное напряжение и силу тока.

А как можно определить эту самую мощность трансформатора? По его сердечнику! Электрическая мощность трансформатора (в ваттах) равна квадрату площади (в сантиметрах) поперечного сечения той части магнитопровода, на которую наматывается провод.

Напомню, что электрическая мощность равна произведению напряжения на силу тока. То есть, если мы узнали мощность трансформатора, с которой он может работать мы можем вычислить номинальную силу тока, что может выдавать вторичная обмотка (зная величину напряжения).

К примеру, вы решили сделать себе блок питания относительно небольшой мощности. Берём от старой, ненужной электротехники (если таковая у вас имеется в доме, гараже) понижающий силовой трансформатор (с железным магнитопроводом) или его покупаем. Допустим, по сердечнику вы определили, что трансформатор имеет мощность около 120 ватт. Это значит, что при напряжении в 12 вольт (на вторичной обмотке) он может обеспечивать силу тока величиной до 10 ампер (мощность разделили на напряжение и получили силу тока). В действительности же нужно учитывать, что у малогабаритных трансформаторов КПД равен около 80%, значит и максимальный выходной ток будет чуть меньше, чем 10 ампер (исходя из данного примера).

Трансформатор, который вы нашли, приобрели, оказался рассчитанный (его вторичная, выходная обмотка) на другое напряжение, не то, которое нужно именно вам. Не беда! Мы его аккуратно разбираем, разматываем старую вторичную обмотку и наматываем новую. Если диаметр провода может обеспечить вам нужный ток, то просто перематываем старую вторичную обмотку под нужное напряжение. От количества витков зависит напряжение (чем больше витков, тем выше напряжение на выходе). От сечения провода обмотки зависит сила тока (чем больше сечение, тем больший ток провод может пропустить через себя, не перегреваясь).

У различной мощности трансформаторов количество витков на 1 вольт будет также различное. Чем больше мощность, тем меньше нужно наматывать провода для получения 1 вольта (а в целом нужной величины напряжения). Сечение провода в значительной степени зависит от той плотности тока, которую вы можете допустить. Если площадь намотки велика, то и охлаждаться она будет лучше, следовательно, и плотность тока можно выбрать больше. Когда же обмотка намотана кучно, то лучше плотность тока брать меньше. В среднем плотность тока равна 2 А/мм2. При этой плотности диаметр провода (без учета изоляции) можно рассчитать по формуле:

Количество витков вторичной обмотки проще будет определить практическим путём. Для этого, на скорую руку, на трансформатор мотаем, допустим, 20 витков. Подаем на первичную обмотку питание. Далее измеряем напряжение на вторичной обмотке (этих самых 20 витках), после чего эти 20 витков делим на измеренное напряжение, и получаем количество витков, которые будут выдавать нам 1 вольт. Ну, а потом, чтобы узнать общее количество витков вторичной обмотки, мы напряжение вторичной обмотки умножаем на количество витков на один вольт. К примеру, 1 вольт мы получим при намотке 10 витков, следовательно, мы 10 умножаем на 12 вольт (которые мы хотим получить на выходе трансформатора). В итоге наша вторичная обмотка должна содержать 120 витков.

У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.

При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном определение первичного напряжения трансформатора, предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:

I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер),
P – габаритная мощность трансформатора (Ватт),
U – напряжение сети (

Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

определение первичного напряжения трансформатора

Мощность (Вт)	Ток ХХ (мА)
5 — 10	10 — 200
10 -50	20 — 100
50 — 150	50 — 300
150 — 300	100 — 500
300 — 1000	200 — 1000

Схема подключения, при определения количества витков на вольт.

Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор
от старого телевизора, к примеру, трансформатор ТС-200 и ему подобные.

Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока, но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Формула для расчета витков трансформатора

P=U2*I2 (мощность трансформатора)

Sсерд(см2)= √ P(ва) N=50/S

I1(a)=P/220 (ток первичной обмотки)

W1=220*N (количество витков первичной обмотки)

W2=U*N (количество витков вторичной обмотки)

D1=0,02*√i1(ma) D2=0,02*√i2(ma)
K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)

Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно
«жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности
передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие
броски тока нагрузки при высоком напряжении ( 2500 -3000 в), например,
тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от
максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив
полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем
расчет количества витков на вольт.

Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.

Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.

В чем разница между первичной и вторичной обмоткой?

Напряжение на вторичной обмотке больше, чем на первичной обмотке . На вторичной обмотке меньше витков, чем на первичной обмотке . Выходная мощность больше входной. Ток во вторичной катушке больше, чем ток в первичной катушке .

Щелкните, чтобы увидеть полный ответ.

Учитывая это, в чем разница между первичной и вторичной обмотками?

Обмотка — Трансформаторы имеют две обмотки : первичная обмотка и вторичная обмотка .Первичная обмотка — это катушка, которая потребляет энергию от источника. Вторичная обмотка — это катушка, которая подает энергию при преобразованном или измененном напряжении на нагрузку.

Кроме того, какие два основных типа трансформаторов? Имеются три первичных типа трансформаторов напряжения (ТН): электромагнитный, конденсаторный и оптический. Трансформатор электромагнитного напряжения представляет собой трансформатор с проволочной обмоткой . Конденсаторный трансформатор напряжения использует емкостной делитель потенциала и используется при более высоких напряжениях из-за более низкой стоимости, чем электромагнитный ТН.

Итак, что такое первичная и вторичная обмотки в трансформаторе?

Вторичная обмотка — это обмотка трансформатора , который получает свою энергию за счет электромагнитной индукции от первичной обмотки . Вторичная обмотка облегчается с помощью провода большего сечения из-за увеличения тока, тогда как первичная обмотка состоит из провода меньшего сечения из-за меньшей проводимости тока.

Как индуцируется ток во вторичной обмотке?

Магнитное поле проходит через вторичную катушку (или разрезает ее).Изменяющееся магнитное поле вызывает изменение разности потенциалов во вторичной катушке . Индуцированная разность потенциалов создает переменный ток во внешней цепи.

Запишите два различия между первичной и вторичной обмотками повышающего трансформатора на основе их структуры.

Две разницы между первичной и вторичной обмоткой в повышающем трансформаторе в зависимости от их конструкции:

	Первичная обмотка	Вторичная обмотка
1.	Количество витков в первичной обмотке меньше.	Число витков вторичной обмотки больше.
2.	Мы поставляем этот уголь.	мы получаем выход в этой катушке.

Повышающие и понижающие трансформаторы используют электромагнитную индукцию для преобразования напряжения между двумя цепями. Мы используем оба типа при распределении энергии от подстанций до конечного пользователя, а также для обеспечения того, чтобы соответствующее напряжение поступало в цепь на многих личных устройствах.Трансформатор, который увеличивает напряжение от первичной к вторичной (больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки), называется повышающим трансформатором. Напротив, трансформатор, предназначенный для работы с точностью до наоборот, называется понижающим трансформатором.

Трансформатор имеет две катушки — первичную и вторичную. В первичной катушке протекает переменный ток, который вызывает напряжение во вторичной катушке. … Первичная катушка является частью цепи с батареей. Вторичная катушка подключена к амперметру.Обычно первичная обмотка трансформатора подключается к источнику входного напряжения и преобразует или преобразует электрическую энергию в магнитное поле. В то время как работа вторичной обмотки заключается в преобразовании этого переменного магнитного поля в электрическую энергию, производящую требуемое выходное напряжение, как показано.

Как вы определяете первичные и вторичные трансформаторы?

Сначала включите цифровой мультиметр и выберите режим непрерывности.
Подключите измерительные провода к клеммам трансформатора….
Прочтите значение измерения. …
отображается значение мультиметра от 300 до 700, эта сторона является первичной.
отображается значение мультиметра от 2 до 3, эта сторона является второстепенной.

Читать все

В чем разница между первичной и вторичной обмоткой? — Mvorganizing.org

В чем разница между первичной и вторичной обмоткой?

Первичная обмотка — это катушка, которая потребляет энергию от источника.Вторичная обмотка — это катушка, которая передает энергию преобразованного или измененного напряжения на нагрузку. Обычно эти две катушки делятся на несколько катушек, чтобы уменьшить создание магнитного потока.

Как трансформатор увеличивает вторичное напряжение?

Все, что вам нужно сделать, это подключить первичную обмотку к сетевой вилке, как обычно, затем проложить другой провод с горячей стороны первичной обмотки и присоединить его к нейтральной вторичной клемме. Нагрузка (ваш проект) подключена к нейтральной стороне первичной обмотки и к клемме горячей вторичной обмотки на вашем трансформаторе.

Как снизить вторичное напряжение в трансформаторе?

для понижения вторичного напряжения необходимо удалить витки вторичной обмотки. Это увеличит доступный ток, поскольку входная мощность = выходная мощность (без учета потерь). ОДНАКО, по мере увеличения доступного тока обмоточный провод должен увеличиваться в размерах, чтобы выдерживать ток без возникновения пламени.

Когда трансформатор нагружен, напряжение на вторичной стороне падает, в чем должна быть причина?

Перенапряжение также иногда случается с большим дисбалансом в трехфазном трансформаторе, так как из-за несимметричной нагрузки путь нейтрального (высокого) тока к земле дает значительную разницу напряжений между землей и нейтралью, что увеличивает напряжение слабо нагруженной фазы, и снижает напряжение сильно нагруженной фазы.

Какое напряжение вторичного распределения можно использовать?

Вторичные распределительные системы Вторичные сети работают при низком уровне напряжения, которое обычно равно напряжению сети электроприборов. Большинство современных вторичных сетей работают при номинальном напряжении переменного тока 100–120 или 230–240 вольт, с частотой 50 или 60 герц.

Какое общее пиковое вторичное напряжение?

Общее пиковое вторичное напряжение составляет. () = () = 0,5 (100) = 50. Пик 25 В на каждой половине вторичной обмотки относительно земли.Выходная нагрузка. пиковое значение напряжения составляет 25 В, за вычетом падения на диоде 0,7 В.

Как рассчитать пиковое напряжение?

Формула между среднеквадратичным значением напряжения и пиковым напряжением Если известно действующее значение напряжения, то пиковое напряжение можно найти с помощью этой формулы, где среднеквадратичное значение напряжения — это среднеквадратичное значение напряжения. Таким образом, пиковое напряжение равно квадратному корню из двух значений среднеквадратичного напряжения. Например, найдите пиковое напряжение, если среднеквадратичное напряжение составляет 85 В.

Какое пиковое напряжение выпрямленного выхода?

Пиковое обратное напряжение (PIV) или максимальное повторяющееся обратное напряжение (VRRM) — это максимальное обратное смещение, которое может выдержать диод.Для нефильтрованного выпрямителя это просто пиковое напряжение, которое в показанном выше примере составляет около 12 вольт.

Выпрямитель увеличивает напряжение?

Добавив второй диод и конденсатор к выходу стандартного однополупериодного выпрямителя, мы можем увеличить его выходное напряжение на заданную величину.

Каково пиковое напряжение нагрузки схемы двухполупериодного выпрямителя, когда вторичное напряжение равно 12,6 В (среднеквадратичное значение)?

Допустим, переменный ток на входе составляет 12,6 вольт (среднеквадратичное значение). Чтобы получить пик, умножаем 12.6 на 1,414, что равно примерно 17,8 вольт.

Почему после выпрямления напряжение увеличивается?

Ответ прост, потому что выходное напряжение трансформаторов обычно указывается при полной нагрузке. В конце концов, появляется следующий пик формы волны переменного тока, выпрямленное входное напряжение достигает выходного напряжения, и выходное напряжение снова начинает следовать за входным напряжением.

Какое напряжение после выпрямления?

При более высоких нагрузках наибольший ток обеспечит мост или двухполупериодный выпрямитель.При высоких уровнях тока> 10 ампер падение напряжения на каждом диоде может составлять 1 вольт. Выходное напряжение будет падать по мере увеличения нагрузки, пока не будет достигнута полная безопасная нагрузка.

Каково пиковое напряжение нагрузки мостового выпрямителя при вторичном напряжении 12,6 В среднеквадратического значения?

У нас есть решения для вашей книги! Каково пиковое напряжение нагрузки мостового выпрямителя при вторичном напряжении 12,6 В (среднеквадратичное значение)? (Используйте второе приближение.) A. 7,5 В.

Как уменьшить напряжение выпрямителя?

Добавление дросселя между выпрямителем и конденсатором фильтра снизит напряжение.Найдите «входной фильтр дросселя». Может быть довольно большим для ваших текущих требований.

Почему в выпрямителе используется трансформатор?

Трансформатор используется для понижения одного переменного напряжения (обычно сетевого) до более подходящего. Затем двухполупериодный выпрямитель принимает это более удобное (обычно гораздо более низкое) напряжение и инвертирует отрицательные полупериоды формы волны переменного тока для получения выпрямленного переменного тока.

В чем разница между трансформатором и выпрямителем?

В чем разница между трансформатором и выпрямителем? Выпрямитель — это устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный, а инвертор — это устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный ток, тогда как трансформатор — это устройство, которое изменяет отношение напряжения к току.Выпрямитель находится в блоке питания ПК.

Каковы два преимущества использования трансформатора в случае выпрямителя?

Трансформатор менее дорогой, поскольку он должен обеспечивать только половину напряжения эквивалентного трансформатора с центральным ответвлением, используемого в двухполупериодном выпрямителе. Коэффициент использования трансформатора в случае мостового выпрямителя выше, чем у выпрямителя с центральным ответвлением.

Каковы недостатки выбора группы ответов мостового выпрямителя?

Основным недостатком мостового выпрямителя является то, что для него требуется четыре диода, два из которых проводят чередующиеся полупериоды.Из-за этого общее падение напряжения на диодах становится вдвое больше, чем в случае выпрямителя с центральным отводом, потери увеличиваются, а эффективность выпрямления несколько снижается.

Первичная обмотка — обзор

Потери в железе

Первичная обмотка трансформатора имеет конечную индуктивность, поэтому она представляет собой реактивное сопротивление в цепи питания, которое потребляет ток даже при отсутствии вторичной нагрузки. Вместо того, чтобы рассчитывать на конкретное первичное реактивное сопротивление или соответствующий ток, старые трансформаторы просто использовали «восемь витков на вольт», хотя многие современные трансформаторы с железным сердечником (особенно тороиды) используют только четыре витка на вольт.

Поскольку сердечник последовательно намагничивается и размагничивается за счет противоположных полярностей, необходимо выполнить работу по изменению ориентации магнитных диполей. Эти потери известны как потери на гистерезис , и могут быть рассчитаны путем исследования кривых гистерезиса для конкретного используемого материала сердечника. Поскольку это потери, вызванные изменением намагниченности сердечника в течение одного полного цикла приложенной формы волны переменного тока, потери будут больше в данный момент времени, если пройдено больше циклов намагничивания.Следовательно, гистерезисные потери прямо пропорциональны частоте и могут быть уменьшены только путем выбора материала сердечника с меньшими потерями.

Магнитопроводы металлические и поэтому проводят электричество. Что касается первичной обмотки, нет различия между преднамеренной вторичной обмоткой, подключенной к нагрузке, и проводящим путем, параллельным первичной обмотке через сердечник. Токопроводящие пути через сердечник вызывают протекание вихревых токов , которые, поскольку являются короткими замыканиями, вызывают потери.Чтобы уменьшить эти потери, сердечник может быть сконструирован из пакета пластин , поверхности которых были подвергнуты химической обработке, чтобы сделать их изоляторами. Окончательный подход к этой проблеме состоит в том, чтобы сделать ядро из частиц железной пыли, поверхность которых была обработана, а затем связать их с керамикой, чтобы сформировать твердый сердечник, известный как сердечник ферритовой пыли .

Потери на вихревые токи пропорциональны f ², потому что не только потери пропорциональны количеству проходов петли намагничивания за заданное время, но и более высокие частоты имеют меньшие длины волн и позволяют формировать больше петель тока. внутри ядра.Хотя тонкие стальные пластины подходят для звуковых частот, ферриты необходимы для радиочастот, а на УКВ почти все материалы сердечника имеют чрезмерные потери, поэтому необходимо использовать трансформаторы с воздушным сердечником.

Первичные токи из-за конечной индуктивности первичной обмотки, потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи часто объединяются и называются током намагничивания в силовых трансформаторах и ответственны за нагрев сердечника, даже когда нагрузка не подключена.

Не весь поток от первичной обмотки проходит через вторичную обмотку, и эти потери в сочетании с гистерезисом и потерями на вихревые токи известны как индуктивность рассеяния в аудиотрансформаторах.Теоретически индуктивность рассеяния (относящаяся к первичной) определяется путем измерения индуктивности первичной обмотки при коротком замыкании вторичной обмотки. На практике индуктивность рассеяния трудно измерить, поскольку измерения на одной частоте легко искажаются паразитными емкостями, что требует измерения качающейся частоты. Тем не менее, индуктивность рассеяния является важным теоретическим понятием, так как она определяет рабочий предел высокочастотного трансформатора.

Индуктивность утечки зависит от размера ( q ), отношения витков N ² и геометрии трансформатора ( k ), но не зависит от μ _r:

Lleakage ∝qN2k

Для данной частоты трансформатор с более высокой номинальной мощностью будет больше, чем трансформатор с более низкой номинальной мощностью, и, следовательно, будет иметь более высокую индуктивность рассеяния.

Поскольку индуктивность рассеяния пропорциональна Н ², мы всегда должны: стараться поддерживать как можно более низкое отношение витков, поэтому параллельное включение выходных клапанов в ламповом усилителе полезно, поскольку оно снижает требуемое отношение витков.

Геометрию можно улучшить двумя фундаментальными способами: мы можем либо улучшить форму сердечника, либо улучшить нашу технику намотки.

Стандартные трансформаторы изготавливаются с сердечниками E / I, где каждая пластина сердечника состоит из E-образной формы и I.Машина, которая выглядит (и звучит) скорее как продавец карт, вставляет пластинки поочередно с обеих сторон катушки, так что при альтернативных пластинах ориентация форм меняется на противоположную, чтобы уменьшить воздушный зазор в стыке (см. Рис. 4.28).

Рисунок 4.28. Расположение слоев сердечника E / I для уменьшения потока утечки.

Традиционно ядра высшего качества делались как ядра C. Они были сделаны путем наматывания сердечника из непрерывной полосы, которую затем разрезали пополам, а получившиеся грани шлифовали.Затем катушки были намотаны, и сердечники были вставлены так, чтобы заземленные поверхности были идеально выровнены с минимальным воздушным зазором, и были использованы стальные ленты, чтобы прочно удерживать сборку вместе (см. Рисунок 4.29).

Рисунок 4.29. C-core устройства.

Сердечник C был дорогостоящим процессом, и неточная сборка могла создать воздушный зазор, создавая тем самым то самое несовершенство, которого конструкция хотела избежать. Более современный подход состоит в том, чтобы намотать сердечник как тороид, но не разрезать его, и использовать специальную машину для намотки катушек, чтобы намотать катушки непосредственно на сердечник, что приводит к очень низкой утечке сердечника (см. Рисунок 4.30).

Рисунок 4.30. Расположение сердечника тороидально.

Между прочим, хотя тороиды считаются современными, первым из когда-либо созданных трансформаторов был тороид с использованием изолированного шелком провода от свадебного платья его жены! (Майкл Фарадей, август 1831 г.).

И сердечник C, и тороид имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что магнитный поток всегда течет в одном и том же направлении относительно направления зерна кристаллической структуры сердечника, тогда как в сердечнике E / I он должен течь через зерно. в некоторых частях ядра.Это важно, потому что кремниевая сталь с ориентированной зернистостью (GOSS) может выдерживать более высокую плотность магнитного потока до насыщения в направлении зерна, чем поперек зерна. Следовательно, сердечники E / I могут работать только при плотностях потока ниже насыщения по зерну, тогда как сердечники C и тороиды могут работать при значительно более высоких плотностях потока, что позволяет уменьшить размер сердечника и количество витков на вольт.

Наихудшая геометрия обмотки по индуктивности рассеяния — это разделенная камера (см. Рисунок 4.31).

Рисунок 4.31. Разделенная катушка обеспечивает хорошую первичную / вторичную изоляцию, но высокую индуктивность рассеяния.

Геометрию трансформатора можно улучшить, намотав первичную и вторичную обмотки из множества чередующихся слоев или секций, вместо того, чтобы наматывать одну половину бобины на первичную, а другую половину — на вторичную. Увеличение количества секций улучшает связь между первичной и вторичной обмотками, таким образом уменьшая утечку L , но обычно увеличивает паразитную емкость.

Хотя разделить обмотки на секции E / I или C сердечника относительно легко, на тороиде это очень сложно; кроме того, геометрия обмотки на тороиде довольно плохая, и поэтому легко потерять преимущества улучшенного сердечника из-за плохой катушки.Именно по этой причине тороидальные сетевые трансформаторы известны своим потоком утечки в месте выхода обмоток.

Альтернативным методом улучшения геометрии обмотки является использование бифилярной обмотки , при которой два провода одновременно наматываются рядом. Если один из этих проводов является частью первичной обмотки, а другой — вторичной, это способствует отличной связи между обмотками и значительно снижает индуктивность рассеяния. Этот метод дешевле, чем секционирование, и при условии, что машина для намотки катушек может справиться с этим, нет причин останавливаться на двух проводах — можно использовать три или четыре.

К сожалению, в разветвленной намотке есть два препятствия. Во-первых, тонкая полиуретановая изоляция на медном проводе легко повреждается во время намотки и может выйти из строя, если между обмотками> 100 В, что затрудняет создание трансформатора, способного изолировать питание HT. Тем не менее, в оригинальном усилителе McIntosh [5] на 50 Вт использовался многофазный выходной трансформатор и источник питания 440 В HT! Во-вторых, значительно увеличенная емкость между первичной и вторичной обмотками может резонировать с уменьшенной индуктивностью рассеяния, создавая более низкую резонансную частоту, чем у секционного трансформатора.

Мультифилярная обмотка лучше всего подходит для трансформаторов слабого сигнала с очень низким соотношением витков (в идеале 1: 1), таких как симметричные линейные выходные трансформаторы, используемые в студиях.

Соотношение мощности между первичной и вторичной обмотками

Соотношение мощности между первичной и вторичной обмотками
Как только что объяснено, коэффициент трансформации трансформатора влияет не только на напряжение, но и на ток. Если напряжение во вторичной обмотке удваивается, то во вторичной обмотке ток уменьшается вдвое.Наоборот, если Напряжение во вторичной обмотке уменьшается вдвое, а во вторичной — вдвое. Таким образом, вся мощность, подаваемая источником на первичную обмотку, также доставляется к нагрузке через вторичная (за вычетом мощности, потребляемой трансформатором в виде потерь). Снова обратитесь к трансформатору, показанному на рисунке 5-11.
Передаточное отношение витков 20: 1. Если на входе первичной обмотки 0,1 ампер при 300 вольт, мощность в первичной обмотке P = E X I = 30 Вт.Если трансформатор без потерь, 30 Вт доставляется на вторичный. Вторичная обмотка понижает напряжение до 15 вольт и ступенчато. ток до 2 ампер. Таким образом, мощность, передаваемая на нагрузку вторичной обмоткой, равна P = E X I = 15 вольт X 2 ампера = 30 ватт.
Причина этого в том, что при уменьшении количества витков во вторичной обмотке сопротивление потоку тока также уменьшается.
Следовательно, во вторичной обмотке будет течь больше тока.Если коэффициент трансформации трансформатора увеличивается до 1: 2, количество витков вторичной обмотки вдвое превышает количество включений Главная. Это означает, что сопротивление току увеличивается вдвое. Таким образом, напряжение увеличивается вдвое, но ток уменьшается вдвое из-за увеличения сопротивления току во вторичной обмотке. В важно помнить, что , за исключением мощности, потребляемой в трансформатора, вся мощность, подаваемая на первичную обмотку от источника, будет передаваться на нагрузка. Форма мощности может измениться, но мощность во вторичной обмотке почти равна власть в первичной.
ПОТЕРИ ТРАНСФОРМАТОРА
Практичные силовые трансформаторы, хотя и обладают высокой эффективностью, не являются идеальными устройствами. Небольшой силовые трансформаторы, используемые в электрическом оборудовании, имеют КПД от 80 до 90 процентов, в то время как большие коммерческие трансформаторы для линий электропередач могут иметь КПД, превышающий 98 процентов.
Полная потеря мощности в трансформаторе представляет собой комбинацию трех типов потерь. Один потери связаны с сопротивлением постоянному току в первичной и вторичной обмотках. Эта потеря называется убытком МЕДИ или убытком I ² R.
Две другие потери связаны с Вихревыми токами и ГИСТЕРЕЗИСОМ в ядре трансформатор. Потери меди, потери на вихревые токи и потери на гистерезис приводят к нежелательным преобразование электрической энергии в тепловую .
Q.22 Какова математическая зависимость между мощностью в первичной обмотке (P _p) а мощность во вторичной обмотке (P _s) трансформатора?
Потеря меди
Когда ток течет по проводнику, мощность рассеивается на сопротивлении проводника. проводник в виде тепла. Количество мощности, рассеиваемой проводником, напрямую определяется пропорционально сопротивлению провода и квадрату тока через него.Чем больше значение сопротивления или тока, тем больше мощность. рассеянный. Первичная и вторичная обмотки трансформатора обычно изготавливаются из низкоомный медный провод.
Сопротивление данной обмотки зависит от диаметра провода и его длина. Потери меди можно свести к минимуму, если использовать проволоку подходящего диаметра. Большой диаметр провод необходим для сильноточных обмоток, тогда как провод малого диаметра можно использовать для слаботочные обмотки.
Вихретоковые потери
Сердечник трансформатора обычно изготавливается из какого-либо ферромагнитного материала. потому что это хороший проводник магнитных линий потока.
Каждый раз, когда первичная обмотка трансформатора с железным сердечником запитана переменным током. источник, создается флуктуирующее магнитное поле. Это магнитное поле перерезает проводящие материал сердечника и индуцирует в нем напряжение. Индуцированное напряжение вызывает случайные токи. поток через сердечник, который рассеивает мощность в виде тепла.Эти нежелательные токи называются
Вихревые токи.
Чтобы свести к минимуму потери из-за вихревых токов, сердечники трансформатора ЛАМИНИРОВАНЫ. Поскольку тонкие изолированные пластинки не обеспечивают легкий путь прохождения тока, значительно снижаются вихретоковые потери.
Гистерезис потери
Когда магнитное поле проходит через сердечник, материал сердечника намагничивается. Чтобы стать намагниченными, домены внутри сердечника должны выровняться с внешним поле.Если направление поля меняется на противоположное, домены должны повернуться так, чтобы их полюса выровнены с новым направлением внешнего поля.
Силовые трансформаторы обычно работают от переменного тока 60 Гц или 400 Гц. Каждый крошечный домен должен перестраиваться дважды в течение каждого цикла, или в общей сложности 120 раз за второй при использовании переменного тока 60 Гц. Энергия, используемая для поворота каждого домена, равна рассеивается в виде тепла в железном сердечнике. Эту потерю, называемую ПОТЕРЬ ГИСТЕРЕЗИСА, можно считать как результат молекулярного трения.Потери на гистерезис могут быть уменьшены до небольшого значения за счет правильный выбор основных материалов.
КПД ТРАНСФОРМАТОРА
Для вычисления КПД трансформатора, входной и выходной мощности. от трансформатора должно быть известно. Входная мощность равна произведению напряжения. применяется к первичной обмотке, а ток — к первичной. Выходная мощность равна произведение напряжения во вторичной обмотке и тока во вторичной обмотке.В разница между входной и выходной мощностью представляет собой потерю мощности. Ты можешь рассчитать процентную эффективность трансформатора, используя стандартную эффективность формула, показанная ниже:
Пример. Если входная мощность трансформатора составляет 650 Вт, а выходная мощность — 610 Вт. Вт, каков КПД?
Следовательно, КПД составляет примерно 93,8 процента, при этом потребляемая мощность составляет примерно 40 Вт. потрачено впустую из-за потерь тепла.
Q.23 Назовите три потери мощности в трансформаторе.
В.24 Входная мощность трансформатора составляет 1000 Вт, а выходная мощность — 500 Вт. Каков КПД трансформатора, выраженный в процентах?
Разница между повышающим и понижающим трансформатором
Трансформатор — это статическое устройство, которое передает электрическую мощность переменного тока от одной цепи к другой с той же частотой, но уровень напряжения обычно изменяется.По экономическим причинам электрическая энергия должна передаваться при высоком напряжении, тогда как с точки зрения безопасности она должна использоваться при низком напряжении. Это увеличение напряжения для передачи и уменьшение напряжения для использования может быть достигнуто только с помощью повышающего и понижающего трансформатора.
Основное различие между повышающим и понижающим трансформаторами состоит в том, что повышающий трансформатор повышает выходное напряжение, а понижающий трансформатор снижает выходное напряжение. Некоторые другие различия объясняются ниже в виде сравнительной таблицы с учетом факторов: напряжение, обмотка, количество витков, толщина проводника и область применения.
Содержание: Повышающий против понижающего трансформатора
Сравнительная таблица
Определение
Ключевые отличия
Запомните
Сравнительная таблица
ОСНОВА ДЛЯ СРАВНЕНИЯ СТУПЕНЧАТЫЙ
ТРАНСФОРМАТОР СТУПЕНЧАТЫЙ
ТРАНСФОРМАТОР
Определение Повышающий трансформатор увеличивает выходное напряжение. Понижающий трансформатор снижает выходное напряжение.
Напряжение Входное напряжение низкое, а выходное напряжение высокое. Входное напряжение высокое, а выходное напряжение низкое.
Обмотка Обмотка высокого напряжения — вторичная обмотка. Обмотка высокого напряжения — это первичная обмотка.
Ток Слабый ток вторичной обмотки. Сильный ток во вторичной обмотке.
Номинальное выходное напряжение 11000 вольт или выше 110 В, 24 В, 20 В, 10 В и т. Д.
Размер жилы Первичная обмотка изготовлена из толстой изолированной медной проволоки. Вторичная обмотка выполнена из толстого изолированного медного провода
Применение Электростанция, рентгеновский аппарат, микроволны и т. Д. Дверной звонок, преобразователь напряжения и т. Д.

Определение повышающего трансформатора:
Когда напряжение на выходе повышается, трансформатор называется повышающим трансформатором.В этом трансформаторе количество витков вторичной обмотки всегда больше, чем количество витков в первичной обмотке, потому что на вторичной стороне трансформатора создается высокое напряжение.
В таких странах, как Индия, обычно электроэнергия вырабатывается на 11 кВ. По экономическим причинам мощность переменного тока передается при очень высоких напряжениях (220-440 В) на большие расстояния. Поэтому на электростанции применяется повышающий трансформатор.
Определение понижающего трансформатора:
Понижающий трансформатор снижает выходное напряжение или, другими словами, преобразует мощность высокого напряжения с низким током в мощность с низким напряжением и высоким током.Например, в нашей силовой цепи 230–110 В, а для дверного звонка — только 16 В. Итак, нужно использовать понижающий трансформатор для понижения напряжения с 110 В или 220 В до 16 В.
Для питания различных зон из соображений безопасности напряжение понижено до 440/230 В. Таким образом, количество витков на вторичной обмотке меньше, чем на первичной обмотке; меньшее напряжение индуцируется на выходе (вторичной обмотке) трансформатора.
Ключевые различия между повышающим трансформатором и понижающим трансформатором
Когда выходное (вторичное) напряжение больше, чем его входное (первичное) напряжение, оно называется повышающим трансформатором, тогда как в понижающем трансформаторе выходное (вторичное) напряжение меньше.
В повышающем трансформаторе обмотка низкого напряжения является первичной обмоткой, а обмотка высокого напряжения — вторичной обмоткой, тогда как в понижающем трансформаторе обмотка низкого напряжения является вторичной обмоткой.
В повышающем трансформаторе ток и магнитное поле менее развиты во вторичной обмотке и сильно развиты в первичной обмотке, тогда как в понижающем трансформаторе напряжение на вторичной обмотке низкое. магнитное поле высокое.
Примечание 1 : Ток прямо пропорционален магнитному полю.
Примечание 2 : Согласно законам Ома, напряжение прямо пропорционально току. Если мы увеличиваем напряжение, то увеличивается и ток. Но в трансформаторе для передачи того же количества мощности, если мы увеличиваем напряжение, ток будет уменьшаться и наоборот. Таким образом, мощность на передающем и приемном концах трансформатора остается неизменной.
В повышающем трансформаторе первичная обмотка состоит из толстого изолированного медного провода, а вторичная — из тонкого изолированного медного провода, тогда как в понижающем трансформаторе выходной ток велик, поэтому толстый изолированный медный провод проволока используется для изготовления вторичной обмотки.
Примечание : Толщина проволоки зависит от силы тока, протекающего через них.
Повышающий трансформатор увеличивает напряжение от 220 В до 11 кВ или выше, тогда как понижающий трансформатор снижает напряжение с 440–220 В, 220–110 В или 110–24 В, 20 В, 10 Вольт.
Что следует помнить:
Тот же трансформатор может использоваться как повышающий или понижающий трансформатор. Это зависит от того, каким образом он включен в цепь. Если входное питание подается на обмотку низкого напряжения, то она становится повышающим трансформатором.В качестве альтернативы, если питание подается на обмотку высокого напряжения, трансформатор становится понижающим.
Разница между автотрансформатором и обычным трансформатором со сравнительной таблицей
Автотрансформатор отличается от обычного трансформатора. Одно из основных различий между ними заключается в том, что автотрансформатор имеет только одну обмотку, тогда как обычный трансформатор имеет две отдельные обмотки. Другие различия между ними объясняются ниже в виде сравнительной таблицы.
Содержание: Автотрансформатор V / S Обычный трансформатор
Сравнительная таблица
Определение
Ключевые отличия
Сходства
Сравнительная таблица
Основа для различий Автотрансформатор Обычный трансформатор
Определение Трансформатор, имеющий только одну обмотку, часть которой действует как первичная, а другая — как вторичная. Это статическая машина, которая передает электрическую энергию от одного конца к другому без изменения частоты.
Количество обмоток Автотрансформатор имеет только одну обмотку, намотанную на многослойный сердечник. Он имеет две отдельные обмотки, т.е. первичную и вторичную обмотки.
Символ
Изоляция Первичная и вторичная обмотки электрически не изолированы. Первичная и вторичная обмотки электрически изолированы друг от друга.
Индукция Самостоятельная индукция Взаимная индукция
Размер Маленький Большой
Передача энергии Частично путем преобразования и частично путем прямого электрического подключения. Через преобразование
Регулировка напряжения Лучше Хорошо
Материал обмотки Меньше требуется Больше требуется
Цепь Цепи первичной и вторичной обмоток соединены магнитным соединением. Цепи первичной и вторичной обмоток соединены электрически и магнитно.
Подключение Зависит от отвода Подключается напрямую к нагрузке.
Пусковой ток Уменьшается Уменьшается в 1/3 раза.
Ток возбуждения Малый Большой
Экономичный Больше Меньше
Стоимость Менее затратная Более дорогая
Эффективный Больше Меньше
Поток утечки и сопротивление Низкий Высокий
Импеданс Меньше Высокое
Стоимость Дешево Очень дорого
Убытки Низкие Высокие
Выходное напряжение Переменное Постоянное.
Применения Используется в качестве пускателя в асинхронном двигателе, в качестве регулятора напряжения, на железных дорогах, в лаборатории. Используется в системе питания для повышения и понижения напряжения.

Определение автотрансформатора
Трансформатор, имеющий только одну обмотку, часть которой действует как первичная обмотка, а другая — как вторичная, называется автотрансформатором. Обмотки автотрансформатора соединены магнитно и электрически.
Когда первичное напряжение больше вторичного, трансформатор называется понижающим автотрансформатором, а когда первичное напряжение меньше вторичного — повышающим автотрансформатором.
Автотрансформатор имеет низкую стоимость, лучшее регулирование и низкие потери. Недостатком автотрансформатора является то, что первичная обмотка автотрансформатора не изолирована от вторичной. Таким образом, если низкое напряжение подается от высокого напряжения, то полное напряжение попадает на вторичный вывод, что опасно для нагрузки и оператора.
Автотрансформатор не используется для соединения систем высокого и низкого напряжения. Используется там, где требуется небольшое изменение
.
Определение обычного трансформатора
Обычный трансформатор — это статическое устройство, которое передает электрическую энергию от одной цепи к другой с той же частотой, но с другим напряжением. Он работает по принципу электромагнитной индукции, то есть электродвижущая сила индуцируется в замкнутом контуре из-за переменного магнитного поля вокруг него.Обмотки обычного трансформатора электрически изолированы, но связаны магнитным полем.
Обычный трансформатор имеет две обмотки. т.е. первичная обмотка и вторичная обмотка. Первичная обмотка принимает вход от источника питания, а вторичная обмотка подключается к нагрузке и подает энергию на нагрузку.
Когда выходное напряжение трансформатора больше входного напряжения, такой тип трансформатора называется повышающим трансформатором, а когда выходное напряжение меньше входного напряжения, он называется понижающим трансформатором.Трансформатор, в котором напряжение приема и напряжение передачи одинаковы, тогда такой тип трансформатора называется трансформатором один в один.
Ключевые различия между автотрансформатором и трансформатором
Автотрансформатор имеет только одну обмотку, которая действует как первичная и вторичная, тогда как обычный трансформатор имеет две отдельные обмотки, то есть первичную и вторичную обмотку.
Автотрансформатор работает по принципу самоиндукции i.е. индуцировать электромагнитную силу в цепи из-за изменения тока. Обычный трансформатор работает по принципу взаимной индукции, при котором ЭДС индуцирует в катушке, изменяя ток в соседней катушке.
Автотрансформатор меньше по размеру, тогда как обычный трансформатор больше по размеру.
Автотрансформатор более экономичен по сравнению с обычным трансформатором.
В автотрансформаторе электрическая мощность передается от первичной обмотки к вторичной частично за счет процесса преобразования и частично за счет постоянного тока.Обычный трансформатор передает электроэнергию через электрическое преобразование, из-за которого происходит потеря мощности.
Регулировка напряжения автотрансформатора намного лучше, чем у обычного трансформатора.
Регулировка напряжения — это изменение напряжения на вторичной клемме от холостого хода до полной нагрузки.
Автотрансформатор имеет только одну обмотку. Таким образом, для намотки требуется меньше проводников по сравнению с обычным трансформатором.
Первичная и вторичная обмотки автотрансформатора не изолированы электрически, тогда как обмотки обычного трансформатора электрически изолированы друг от друга.
Пусковой ток автотрансформатора меньше фактического тока, тогда как пусковой ток обычного трансформатора составляет одну треть от основного тока.
Автотрансформатор более эффективен по сравнению с обычным трансформатором.
Поток утечки и сопротивление автотрансформатора низкие, потому что он имеет только одну обмотку, тогда как в обычном трансформаторе они высокие.
Автотрансформатор имеет меньшее сопротивление по сравнению с обычным током. Меньший импеданс приводит к большему току короткого замыкания.
Стоимость автотрансформатора очень низкая, тогда как обычный ток очень дорог.
Потери в автотрансформаторе меньше по сравнению с обычным трансформатором.
Выходное напряжение вторичного трансформатора меняется, когда во вторичной обмотке используются скользящие контакты, тогда как выходное напряжение обычного трансформатора всегда остается постоянным.
Автотрансформатор используется в качестве регулятора напряжения в лаборатории, на железнодорожных станциях, в качестве статора в асинхронном двигателе и т. Д., Тогда как обычный трансформатор используется для повышения и понижения напряжения в электросети. .

Сходства: Автотрансформатор и обычный трансформатор работают по принципу электромагнитной индукции. Для изготовления обмоток использовался медный проводник. Сердечники обоих трансформаторов изготовлены из стали CRGO.Первичная и вторичная обмотки обоих преобразователей магнитно связаны друг с другом.