Wenn Strom in einem Kraftwerk erzeugt wird, muss er typischerweise beträchtliche Distanzen zurücklegen, bevor er sein Ziel erreicht. Unterwegs wird seine Spannung stark erhöht oder "hochgesetzt", während er aus Sicherheits- und technischen Gründen weit über dem Boden aufgehängte Hochspannungsleitungen fährt.
Bevor der Strom an Haushalte oder andere Verbrauchsstellen geliefert werden kann, muss seine Spannung an die Betriebsleistung von Haushaltsgeräten oder Industriemaschinen angepasst werden. Darüber hinaus müssen Sie möglicherweise mit bestimmten Spannungspegeln arbeiten, die im Haushalt ungewöhnlich sind, aber bei bestimmten Arten von Maschinen häufig vorkommen.
Ein Beispiel ist die Notwendigkeit, von einer einphasigen 240-Volt (V)- auf eine 480-V-Dreiphasen-Anordnung zu wechseln, wenn eine Maschine mit einer Nennspannung von 480 Volt vorhanden ist. Das dazu verwendete Gerät wird Transformator genannt. Aber was sind "Phasen" im Zusammenhang mit Elektrizität und warum sind sie in elektrischen Systemen vorhanden?
Spannung, Strom und elektrische Leistung
Grundsätzlich ist elektrischer Strom der Fluss von bewegten Ladungen im Elektronenfluss. Ladungen bewegen sich unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes. So wie massereiche Objekte durch Gravitationsfelder beschleunigt werden, neigen geladene Teilchen dazu, durch elektrische Felder beschleunigt zu werden. Die Stärke dieser Felder wird in Spannung gemessen, einem Wort, das die elektrische Potenzialdifferenz beschreibt. Wo keine Netzspannung vorhanden ist, bewegen sich die Ladungen nicht.
In der Physik Stromfluss ich (gemessen in Ampere, A) ist die Potentialdifferenz geteilt durch den Widerstand R (gemessen in Ohm, Ω) des Mediums, in dem geladene Ströme fließen, meist ein leitender Draht: I = V/R. Auch elektrische Energie P ist das Produkt aus Spannung und Strom (P = VI) und kann auch als Widerstand (P = I2R).
Die typische Spannung, die in ein Haus in den Vereinigten Staaten eingeht, beträgt 120 V. Wenn Sie sich die Beschriftung der meisten Dinge ansehen, die an eine Steckdose angeschlossen werden sollen, ist dies die Nummer, die Sie wahrscheinlich sehen werden.
Was sind Spannungsphasen?
Wenn Wechselströme (AC) die gleiche Frequenz haben, aber ihre Anfangspunkte um a bestimmten Bruchteil dieser Frequenz, z. B. 120 Grad, können sie in Stromversorgungssystemen zu erstellen Drehstrom, was aus mehreren Gründen vorteilhaft ist gegenüber dem Einphasenstrom dies würde sich ergeben, wenn nur eine einzige Welle verwendet würde.
Was ist ein Transformator?
Ein Transformator ist ein Gerät, das die Spannung in einem Stromkreis ändert. Transformatoren werden an wichtigen Stellen in Stromnetzen platziert und von der Außenumgebung isoliert. Sie bestehen aus einem ausgehöhlten, magnetischen Eisenkern, um den auf jeder Seite ein Draht gewickelt ist. Die Seite, auf der der Strom eintritt, ist die Primärseite (P) oder Spule, und die Austrittsseite ist die Sekundärseite (S) oder Spule.
Lassen Nein gleich der Anzahl der Windungen um den Transformator jedes Drahtes. Die Beziehung zwischen der Spannung und der Windungszahl auf jeder Seite wird durch die Gleichung beschrieben:
V_{S}/V_{P} = N_{S}/N_{P}
Dies bedeutet, dass die Erhöhung der "abgehenden" Spannung durch Erhöhen der Windungszahl erreicht wird, was zu einem Aufwärtstransformator führt. Ebenso wird ein Abwärtstransformator mit einer geringeren Windungszahl auf der Sekundärseite gebaut als auf der Primärseite.
- Beachten Sie, dass, da an einem Transformator keine Leistung hinzugefügt wird und P = VI, eine Erhöhung der Spannung eine Verringerung des Stroms erfordert und umgekehrt.
Der 240 bis 480 Aufwärtstransformator
Um von 240-Volt-Einphasenstrom zu 480-Volt-Dreiphasenstrom zu gelangen, benötigen Sie einen Aufwärtstransformator, der gemäß den entsprechenden Spezifikationen für diese Aufgabe hergestellt wurde. Diese sind online oder im Elektrofachhandel erhältlich. Lassen Sie sich bei der Installation von einem qualifizierten Fachmann helfen, wenn Sie mit der Bedienung solcher Geräte nicht vertraut sind.