Що таке трансформатор? Все, що Вам потрібно знати

Ви знаєте що таке трансформатор? Ми отримали вас!

Трансформатор – це електронний пристрій, перекази електрики між двома та більше ланцюгами. Трансформери використовуються для збільшити or зниження напруга сигналу змінного струму (змінного струму).

Але це ще не все. Давайте ближче познайомимось із цими дивовижними пристроями!

Історія трансформатора

Трансформатор винайшов американський інженер угорського походження на ім'я Отто Блатті в 1884 році.

Вважається, що він був натхненний на створення пристрою після того, як побачив невдалий експеримент, пов'язаний із проходженням електричного струму через металевий лист.

Принцип роботи трансформатора

Принцип роботи трансформатора ґрунтується на концепції індукції. Коли живлення подається на одну котушку, це створює електрорушійну силу в іншій котушці, яка змушує її магнітно поляризуватися.

Кінцевим результатом є те, що струми індукуються в одному ланцюгу, який створює напругу, яка потім змінює свою полярність.

У чому користь трансформатора?

Трансформатори зазвичай використовуються для зменшити напруга в електричному ланцюзі. Це робить його безпечнішим для низьковольтного обладнання, яке знаходиться поблизу чутливий електронний пристроїв, а також запобігає пошкодженню побутової електропроводки.

Трансформатори також можна використовувати для розподіл потужності, яка перевантажена або не має стабільності шляхом відключення навантаження від лінії живлення в періоди пікового навантаження.

Трансформатор може бути розміщений у різних ланцюгах в залежності від їх потреби що гарантує відсутність перевантажень, навіть якщо в одному ланцюзі є проблеми з вимогами до напруги.

Це також дозволяє вам регулювати скільки енергії вам потрібно в будь-який момент часу, щоб електрична система не працювала надто старанно і не зношувалась передчасно, тому що на всі трансформатори завжди покладено деяке навантаження.

Деталі трансформаторів

Трансформатор складається з первинної, вторинної обмотки та магнітопроводу. Коли живлення подається на первинну ланцюг, магнітний потік від цієї фази впливає на вторинну фазу, відхиляючи частину цих струмів у неї.

Це створює напругу, яка індукується у другій котушці, яка потім змінює свою полярність. Це відбувається через те, що магнітний потік відсікається від однієї котушки та прикладається до іншої. Кінцевим результатом є наявність індукованого струму у вторинному ланцюзі, а також чергування рівнів напруги.

Первинна і вторинна котушки можуть бути з'єднані або послідовно або паралельно один одному, що по-різному впливає на передачу потужності в залежності від потреб цього конкретного ланцюга.

Ця конструкція дозволяє нам використовувати одну схему для кількох цілей. Якщо в певний час немає потреби в рівнях енергії, їх можна передати іншому контуру, який може мати в них велику потребу.

Як працює трансформатор?

Принцип роботи трансформатора полягає в тому, що електрика проходить через одну котушку дроту, яка створює магнітне поле, яке індукує потім струм в інших. Це означає, що первинна обмотка подає харчування на вторинну котушку, щоб змусити її напругу.

Процес починається, коли в первинній котушці є змінний струм (AC), який створює магнетизм зі зміною полярності туди і назад між північчю і півднем. Потім магнітне поле рухається назовні до вторинної котушки і зрештою входить у першу котушку дроту.

Магнітне поле рухається першим проводом і змінює полярність чи напрям, що потім індукує електричний струм. Цей процес повторюється стільки разів, скільки котушок на трансформаторі. На силу напруги впливає кількість витків як у первинному, так і у вторинному ланцюзі.

Магнітне поле продовжує рухатися через вторинну котушку дроту, доки не досягне кінця, а потім повертається в першу котушку дроту. Це робить так, що в основному електрика йде в одному напрямку, а не двох різних, що створює змінний струм (AC).

Оскільки енергія зберігається в магнітному полі трансформатора, немає потреби у другому джерелі живлення.

Щоб передача енергії від первинної котушки до вторинної працювала, вони повинні бути пов'язані разом у замкнутому ланцюзі. Це означає, що існує безперервний шлях, тому електрика може проходити через них обох.

ККД трансформатора залежить від кількості витків з кожного боку, а також від того, з якого металу вони виготовлені.

Залізний осердя збільшує напруженість магнітного поля, тому магнітному полю легше проходити через кожний провід, а не тиснути на нього і застрягати.

Крім того, трансформатори можуть бути виготовлені збільшення напруги при зменшенні сили струму. Наприклад, амперметр використовується для вимірювання кількості ампер, що протікають по дроту.

Вольтметр використовується для вимірювання того, яка напруга присутня в електричному ланцюзі. Тому вони повинні бути виготовлені разом, щоб працювати правильно.

Як і будь-який інший електронний пристрій, трансформатори іноді можуть вийти з ладу або закоротити через перевантаження. Коли це станеться, може утворитися іскра та спалити пристрій.

Важливо переконатися, що електрика не проходить через трансформатор, якщо ви виконуєте якесь технічне обслуговування. Це означає, що джерело живлення має бути вимкнене, наприклад, автоматичним вимикачем, щоб забезпечити безпеку всіх.

Типи трансформаторів

• Підвищуючий та знижуючий трансформатор
• Силовий трансформатор
• Розподільний трансформатор
• Використання розподільчого трансформатора
• Інструментальний трансформатор
• Трансформатор струму
• Потенційний трансформатор
• Однофазний трансформатор
• Трифазний трансформатор

Підвищуючий та знижуючий трансформатор

Підвищує трансформатор призначений для отримання вихідної напруги, що перевищує вхідну електричну напругу. Вони використовуються, коли вам потрібна велика кількість ефективної потужності на короткий час, але не весь час.

Одним із прикладів цього можуть бути люди, що подорожують літаком або працюють з електронними пристроями, які використовують багато струмів. Ці трансформатори також використовуються для живлення будинків, де є вітряні турбіни або сонячні батареї.

Знижувальні трансформатори призначені для зниження напруги на електричному вході, щоб він міг забезпечувати потужність при нижчій вихідній напрузі.

Цей тип трансформатора часто використовується в домашніх господарствах або комп'ютерах, де постійно використовується енергія чи прості механізми, такі як лампи чи ліхтарі.

Силовий трансформатор

Силовий трансформатор передає потужність, як правило, у великих кількостях. Здебільшого вони використовуються передачі електроенергії великі відстані через електричну мережу. Силовий трансформатор споживає електрику низької напруги і перетворює його на електрику високої напруги, щоб він міг переміщатися на великі відстані.

Потім трансформатор знову перемикається на низьку напругу поруч із людиною чи підприємством, яким потрібне харчування.

Розподільний трансформатор

Розподільний трансформатор призначений для створення безпечної системи розподілу електричного струму. Вони в основному використовуються для будинків, офісів, заводів та інших об'єктів, де потреби енергії знаходяться на різних рівнях, що вимагає рівномірного потоку потужності.

Вони зменшують стрибки напруги, регулюючи потік електроенергії, що надходить у будинки та будівлі.

Розподільний трансформатор насправді не є трансформатором у тому сенсі, що він видає більш високу напругу, ніж вхідну, проте забезпечує більш безпечний і ефективний розподіл електроенергії.

Це стало можливим завдяки його основній функції перетворення енергії з електричної мережі на нижчу напругу, щоб її можна було безпечно використовувати вдома і на підприємствах.

Інструментальний трансформатор

Приладовий трансформатор вважається спеціальним типом трансформаторного пристрою. Він має ті ж функції, що й розподільний трансформатор, але розрахований на меншу навантаження.

Вони менші за розміром і дешевші, ніж інші типи трансформаторів, що робить їх ідеальними для використання з невеликими приладами, такими як ручні електроінструменти або мікрохвильові печі.

Трансформатор струму

Трансформатор струму – це прилад, який дозволяє проводити вимірювання високої напруги. Він називається трансформатором струму, тому що він вводить змінний струм у пристрій і вимірює кількість вихідного в результаті постійного струму.

Трансформатори струму вимірюють струми, які в 10-100 разів нижче за потужність напруги, що робить їх ідеальними інструментами для вимірювання певного електричного обладнання або пристроїв.

Потенційний трансформатор

Трансформатор напруги - це прилад, який перетворює електричну напругу до зручнішого для вимірювання рівня. Пристрій вводить електрику високої напруги та в результаті вимірює кількість електрики нижчої напруги.

Як і трансформатори струму, трансформатори напруги дозволяють проводити вимірювання при рівнях напруги в 10-100 разів менших, ніж ті, що використовуються розподільними трансформаторами.

Однофазний трансформатор

Однофазний трансформатор - це тип розподільного трансформатора, який розподіляє потужність 120 вольт. Вони зустрічаються у житлових районах, комерційних будівлях та гігантських електростанціях.

Однофазні трансформатори працюють з трифазними ланцюгами, де вхідна напруга розподіляється по двох або більше провідниках, що віддаляються один від одного на 120 градусів, щоб досягти приміщення споживача. Вхідна напруга, яка входить у повітряний змій, зазвичай становить від 120 до 240 вольт у Північній Америці.

Трифазний трансформатор

Трифазний трансформатор - це тип передавального або розподільного трансформатора, який розподіляє потужність 240 вольт. У країнах Північної Америки вхідна напруга коливається від 208 до 230 вольт.

Трансформатори використовуються для обслуговування великих площ, де багато споживачів потребують електроенергії. Зона, що обслуговується трифазним трансформатором, матиме три набори проводів, що виходять від нього, що знаходяться на відстані 120 градусів один від одного, і кожен набір подає різну напругу.

Трифазний трансформатор має шість вторинних обмоток. Вони використовуються в різних комбінаціях для отримання бажаної напруги для конкретної сфери кожного клієнта.

Шість вторинних обмоток поділено на два типи: високої та низької напруги. Прикладом цього може бути, якби в зоні, що живиться трифазним розподільним трансформатором, знаходилися три споживачі.

Висновок

Ми віримо, що тепер ви розумієте що таке трансформатор і чому ми не можемо жити без них.