Что такое трансформатор? Все, что Вам нужно знать

Вы знаете что такое трансформатор? Мы получили вас!

Трансформатор – это электронное устройство, переводы электричества между двумя и более цепями. Трансформеры используются для увеличить or снижение напряжение сигнала переменного тока (переменного тока).

Но это еще не все. Давайте поближе познакомимся с этими удивительными устройствами!

История трансформатора

Трансформатор изобрел американский инженер венгерского происхождения по имени Отто Блати в 1884 году.

Считается, что он был вдохновлен на создание устройства после того, как увидел неудачный эксперимент, связанный с прохождением электрического тока через металлический лист.

Принцип работы трансформатора

Принцип работы трансформатора основан на концепции индукции. Когда питание подается на одну катушку, это создает электродвижущую силу в другой катушке, которая заставляет ее магнитно поляризоваться.

Конечным результатом является то, что токи индуцируются в одной цепи, которая создает напряжение, которое затем меняет свою полярность.

В чем польза трансформатора?

Трансформаторы обычно используются для уменьшить напряжение в электрической цепи. Это делает его более безопасным для низковольтного оборудования, которое находится вблизи чувствительный электронный устройств, а также предотвращает повреждение бытовой электропроводки.

Трансформаторы также можно использовать для распределение мощности, которая перегружена или не имеет стабильности, путем отключения нагрузки от линии питания в периоды пиковой нагрузки.

Трансформатор может быть размещен в различных цепях в зависимости от их потребности что гарантирует отсутствие перегрузок, даже если в одной цепи есть проблемы с требованиями к напряжению.

Это также позволяет вам регулировать сколько энергии вам нужно в любой момент времени, чтобы электрическая система не работала слишком усердно и не изнашивалась преждевременно, потому что на все трансформаторы всегда возложена некоторая нагрузка.

Детали трансформаторов

Трансформатор состоит из первичной, вторичной обмотки и магнитопровода. Когда питание подается на первичную цепь, магнитный поток от этой фазы воздействует на вторичную фазу, отклоняя часть этих токов обратно в нее.

Это создает напряжение, которое индуцируется во второй катушке, которая затем меняет свою полярность. Это происходит из-за того, что магнитный поток отсекается от одной катушки и прикладывается к другой. Конечным результатом является наличие индуцированного тока во вторичной цепи, а также чередование уровней напряжения.

Первичная и вторичная катушки могут быть соединены либо последовательно, либо параллельно друг другу, что по-разному влияет на передачу мощности в зависимости от потребностей этой конкретной цепи.

Эта конструкция позволяет нам использовать одну схему для нескольких целей. Если в определенное время нет необходимости в уровнях энергии, их можно передать другому контуру, который может иметь в них большую потребность.

Как работает трансформатор?

Принцип работы трансформатора заключается в том, что электричество проходит через одну катушку провода, которая создает магнитное поле, которое затем индуцирует ток в других. Это означает, что первичная обмотка подает питание на вторичную катушку, чтобы заставить ее производить напряжение.

Процесс начинается, когда в первичной катушке присутствует переменный ток (AC), который создает магнетизм с изменением полярности туда и обратно между севером и югом. Затем магнитное поле движется наружу к вторичной катушке и в конечном итоге входит в первую катушку провода.

Магнитное поле движется по первому проводу и меняет полярность или направление, что затем индуцирует электрический ток. Этот процесс повторяется столько раз, сколько катушек на трансформаторе. На силу напряжения влияет количество витков как в первичной, так и во вторичной цепи.

Магнитное поле продолжает двигаться через вторичную катушку провода, пока не достигнет конца, а затем возвращается в первую катушку провода. Это делает так, что в основном электричество идет в одном направлении, а не в двух разных, что создает переменный ток (AC).

Поскольку энергия хранится в магнитном поле трансформатора, нет необходимости во втором источнике питания.

Чтобы передача энергии от первичной катушки к вторичной работала, они должны быть связаны вместе в замкнутой цепи. Это означает, что существует непрерывный путь, поэтому электричество может проходить через них обоих.

КПД трансформатора зависит от количества витков с каждой стороны, а также от того, из какого металла они сделаны.

Железный сердечник увеличивает напряженность магнитного поля, поэтому магнитному полю легче проходить через каждый провод, а не давить на него и застревать.

Кроме того, трансформаторы могут быть изготовлены для увеличения напряжения при уменьшении силы тока. Например, амперметр используется для измерения количества ампер, протекающих по проводу.

Вольтметр используется для измерения того, какое напряжение присутствует в электрической цепи. По этой причине они должны быть изготовлены вместе, чтобы работать правильно.

Как и любое другое электронное устройство, трансформаторы иногда могут выйти из строя или закоротить из-за перегрузки. Когда это произойдет, может образоваться искра и сжечь устройство.

Важно убедиться, что электричество не проходит через трансформатор, если вы выполняете какое-либо техническое обслуживание. Это означает, что источник питания должен быть отключен, например, автоматическим выключателем, чтобы обеспечить безопасность всех.

Типы трансформаторов

• Повышающий и понижающий трансформатор
• Силовой трансформатор
• Распределительный трансформатор
• Использование распределительного трансформатора
• Инструментальный трансформатор
• Трансформатор тока
• Потенциальный трансформатор
• Однофазный трансформатор
• Трехфазный трансформатор

Повышающий и понижающий трансформатор

Повышающий трансформатор предназначен для получения выходного напряжения, превышающего электрическое входное напряжение. Они используются, когда вам нужно большое количество эффективной мощности на короткое время, но не все время.

Одним из примеров этого могут быть люди, путешествующие в самолете или работающие с электронными устройствами, которые используют много токов. Эти трансформаторы также используются для питания домов, в которых есть ветряные турбины или солнечные батареи.

Понижающие трансформаторы предназначены для снижения напряжения на электрическом входе, чтобы он мог обеспечивать мощность при более низком выходном напряжении.

Этот тип трансформатора часто используется в домашних хозяйствах или компьютерах, где постоянно используется энергия или простые механизмы, такие как лампы или фонари.

Силовой трансформатор

Силовой трансформатор передает мощность, как правило, в больших количествах. В основном они используются для передачи электроэнергии на большие расстояния через электрическую сеть. Силовой трансформатор потребляет электричество низкого напряжения и преобразует его в электричество высокого напряжения, чтобы он мог перемещаться на большие расстояния.

Затем трансформатор снова переключается на низкое напряжение рядом с человеком или предприятием, которым требуется питание.

Распределительный трансформатор

Распределительный трансформатор предназначен для создания безопасной системы распределения электрического тока. Они в основном используются для домов, офисов, заводов и других объектов, где потребности в энергии находятся на разных уровнях, что требует равномерного потока мощности.

Они уменьшают скачки напряжения, регулируя поток электроэнергии, поступающей в дома и здания.

Распределительный трансформатор на самом деле не является трансформатором в том смысле, что он выдает более высокое напряжение, чем входное, однако он обеспечивает более безопасное и эффективное распределение электроэнергии.

Это стало возможным благодаря его основной функции преобразования энергии из электрической сети в более низкое напряжение, чтобы ее можно было безопасно использовать дома и на предприятиях.

Инструментальный трансформатор

Приборный трансформатор считается особым типом трансформаторного устройства. Он имеет те же функции, что и распределительный трансформатор, но рассчитан на еще меньшую нагрузку.

Они меньше по размеру и дешевле, чем другие типы трансформаторов, что делает их идеальными для использования с небольшими приборами, такими как ручные электроинструменты или микроволновые печи.

Трансформатор тока

Трансформатор тока — это прибор, который позволяет проводить измерения высокого напряжения. Он называется трансформатором тока, потому что он вводит переменный ток в устройство и измеряет количество выходящего в результате постоянного тока.

Трансформаторы тока измеряют токи, которые в 10-100 раз ниже мощности напряжения, что делает их идеальными инструментами для измерения определенного электрического оборудования или устройств.

Потенциальный трансформатор

Трансформатор напряжения — это прибор, который преобразует электрическое напряжение до более удобного для измерения уровня. Устройство вводит электричество высокого напряжения и в результате измеряет количество электричества более низкого напряжения.

Как и трансформаторы тока, трансформаторы напряжения позволяют проводить измерения при уровнях напряжения в 10–100 раз меньших, чем те, которые используются распределительными трансформаторами.

Однофазный трансформатор

Однофазный трансформатор — это тип распределительного трансформатора, который распределяет мощность в 120 вольт. Они встречаются в жилых районах, коммерческих зданиях и гигантских электростанциях.

Однофазные трансформаторы работают с трехфазными цепями, где входное напряжение распределяется по двум или более проводникам, отстоящим друг от друга на 120 градусов, чтобы достичь помещения потребителя. Входное напряжение, которое входит в воздушный змей, обычно составляет от 120 до 240 вольт в Северной Америке.

Трехфазный трансформатор

Трехфазный трансформатор — это тип передающего или распределительного трансформатора, который распределяет мощность в 240 вольт. В странах Северной Америки входное напряжение колеблется от 208 до 230 вольт.

Трансформаторы используются для обслуживания больших площадей, где много потребителей нуждаются в электроэнергии. Зона, обслуживаемая трехфазным трансформатором, будет иметь три набора проводов, исходящих от него, которые находятся на расстоянии 120 градусов друг от друга, и каждый набор подает разное напряжение.

Трехфазный трансформатор имеет шесть вторичных обмоток. Они используются в различных комбинациях для получения желаемого напряжения для конкретной области каждого клиента.

Шесть вторичных обмоток разделены на два типа: высокого и низкого напряжения. Примером этого может быть, если бы в зоне, питаемой трехфазным распределительным трансформатором, находились три потребителя.

Заключение

Мы верим, что теперь вы понимаете что такое трансформатор и почему мы не можем жить без них.