Napon od 220 volti u električnoj mreži u obliku u kojem ulazi u stan neprikladan je za rad većine elektroničkih uređaja. Da bi se postigao prikladan tip za napajanje kućanskih aparata, potrebni su posebni pretvarači, koji se nazivaju transformatori. Uz njihovu pomoć moguće je vrijednost opskrbnog napona spustiti na željenu vrijednost, a zatim je ispraviti.
Opće informacije o transformatorima
Kao pretvarači, ti se uređaji tradicionalno koriste za dovođenje snage koja se prenosi visokonaponskim vodovima u prihvatljiv oblik. Za "prijenos" na ogromnim udaljenostima prikladni su samo ultra visoki naponi pri kojima struja može biti prihvatljive veličine.
Ako pokušate prenijeti energiju najmanje stotinu kilometara u obliku uobičajenog napona od 380 Volti, trebat će struja od milijun ampera kako bi potrošaču isporučila potrebnu snagu.
Da biste je rasipali, potrebna vam je žica debljine ljudskog tijela, što je nemoguće provesti u praksi. Stoga se na strani koja generira električnu energiju, uz pomoć drugog (pojačanog) transformatora, njegova vrijednost penje na 110 kV. U ovom je obliku nemoguće koristiti distribuciju električne energije za stambene zgrade i proizvodne pogone. Stoga se nakon isporuke eksplozivom u distribucijskim postajama 110 kV smanjuje na 10 (6) kV.
Odavde idu u regionalne transformatorske stanice, gdje u lokalnom silaznom transformatoru dobivaju svoj konačni oblik od 380 (220) volti. S takvim potencijalnim vrijednostima, energija se lako može prenijeti putem podzemnog kabela ili nadzemne samonosive izolirane žice do krajnjeg potrošača. Stoga jednofazni transformator igra važnu ulogu u ljudskom životu.
Svrha i uređaj
Upoznavanje s dizajnom transformatora, koji se sastoji od sljedećih glavnih elemenata, pomoći će steći potpuniju ideju:
- feromagnetska jezgra;
- primarna i sekundarna zavojnica smještena na izoliranom okviru;
- zaštitni poklopac (ovaj element nije dostupan na nekim modelima).
U nekim se uzorcima umjesto feromagneta koristi električni čelik ili permaloj. Izbor određene vrste jezgrenog materijala ovisi o području upotrebe samog proizvoda.
Princip rada
Načelo rada jednofaznog transformatora temelji se na zakonu prema kojem izmjenično e / m polje koje djeluje u petlji inducira EMR u obližnjem vodiču. Fenomen se naziva Faradayev zakon elektromagnetske indukcije, koji je prvi otkrio ovaj zanimljiv učinak. Da bi je potkrijepio, znanstvenik je razvio cijelu teoriju koja je predstavljala osnovu za rad većine suvremenih električnih uređaja i sklopova.
Njegove glavne odredbe:
- kada struja prolazi kroz petlju žice, oko nje se stvara magnetski tok koji hvata sve iste petlje smještene u blizini;
- pod utjecajem ovog protoka u njima se inducira EMR koji se u obliku promjena podudara s izvornim poljem;
- u prisutnosti feromagneta u njemu, pojačava se učinak ovog učinka.
Svi su ti principi osnova za rad suvremenog transformatorskog proizvoda. Kad je spojen na sekundarni namot tereta, radni krug se zatvara i energija se prenosi na potrošača gotovo bez gubitaka.
Načini rada
- takozvani "prazan hod";
- mod opterećenja.
U praznom hodu uređaj radi bez opterećenja i troši najmanje snage koja se rasipa samo u primarnom namotu. Struja u njemu je također minimalna i obično nije veća od 3-10% vrijednosti promatrane s priključenim opterećenjem. U drugom slučaju, struja počinje teći u zavojima sekundarnog namota, čija je vrijednost obrnuto proporcionalna broju zavoja u zavojnici.
U silaznom transformatoru napon je manji, a struja veća. U ovom načinu rada snaga se prenosi na opterećenje uzimajući u obzir odvođenje topline u jezgri transformatora.
Glavne postavke
Razmatrajući parametre pretvarača napona i struje, važno je uzeti u obzir omjer transformacije k, definiran kao I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Ovdje su w2 i w1 broj zavoja u sekundarnom i primarnom namotu. Uz to se uzimaju u obzir takve karakteristike kao što je veličina prozora jezgre u kojem se nalaze zavojnice.
Sljedeći parametar koji karakterizira svojstva prijenosa napona jednofaznog dvonamotnog transformatora je isti omjer transformacije k, čija je vrijednost za silazni uređaj manja od 1. I obrnuto, ako je k> 1, ovaj proizvod je pojačavajući transformator. U nedostatku gubitaka u žicama namota i rasipanja protoka, vrlo je lako izračunati ovaj pokazatelj. Za to je najprikladnije koristiti jednostavan algoritam izračuna: k = U2 / U1. Ako postoji nekoliko sekundarnih namota, navedeni parametar treba odrediti za svaki od njih zasebno.
Vrste transformatora i njihova primjena
Prema konstrukcijskim značajkama jezgre, poznati uzorci jednofaznih transformatora podijeljeni su u štapne, prstenaste i oklopne proizvode. Prema obliku magnetskog kruga koji se koristi u njima, oni mogu biti:
- U obliku slova W;
- Toroidni;
- U obliku slova U.
Svaki od ovih obrazaca pogodan je za posebne svrhe povezane s potrebom za dobivanjem navedenih karakteristika prijenosa.
Prema vrijednosti maksimalno ostvarive magnetske sprege (MC), transformatori se dijele na proizvode s jakom, srednjom i slabom interakcijom. Te karakteristike uvelike ovise o dizajnu samog proizvoda i vrsti njegove jezgre.
Jednofazni transformator je tražen u onim područjima gdje je potrebno uskladiti dva energetska kruga s električnom izolacijom svakog od njih.
Rad proizvoda
Pri radu s jednofaznim pretvaračima obraća se posebna pažnja na njihovo sigurno rukovanje, što se objašnjava visokim naponom prisutnim u primarnim namotima. Također je važno uzeti u obzir sljedeće točke u vezi s pravilima za ugradnju i uključivanje transformatora u električne krugove:
- kako bi se izbjegao kvar namota (izgaranje), sekundarni krugovi trebaju biti zaštićeni od kratkog spoja;
- važno je pratiti toplinske uvjete jezgre i namota i po potrebi osigurati njihovo hlađenje.
Briga o jednofaznom transformatoru svedena je na standardne postupke koji su predviđeni odredbama važećih propisa.
