Ako ste se ikad pitali kako kuće i zgrade koriste električnu energiju iz elektrana, trebali biste naučiti o tome transformatori u distribucijskim mrežama koji pretvaraju visokonaponske struje u one koje koristite u kućanstvu uređaji. Ovi transformatori koriste jednostavne izvedbe za većinu tipova transformatora, ali mogu se uvelike razlikovati u tome koliko mijenjaju ulazni napon na temelju njihove gradnje.
Formula za namotavanje transformatora
Transformatori koje koriste sustavi za distribuciju električne mreže slijede jednostavne izvedbe koje koriste zavojnicu namotanu oko magnetske jezgre u različitim područjima.
Ovi kalemi žice uzimaju dolaznu struju i mijenjaju napon premaomjer okretaja transformatora, koji je
\ frac {N_P} {N_S} = \ frac {V_P} {V_S}
za broj namota primarne i sekundarne zavojniceNstriNsodnosno napon primarne i sekundarne zavojniceVstriVs, odnosno.
Ovajformula namotaja transformatoragovori vam udio kojim transformator mijenja ulazni napon i da je napon vjetrova zavojnice izravno proporcionalan broju namotaja samih zavojnica.
Imajte na umu da, iako se ova formula naziva "omjer", to je zapravo razlomak, a ne omjer. Na primjer, ako ste imali jedan namot u primarnoj zavojnici i četiri namota u sekundarnoj zavojnici a transformatora, to bi odgovaralo djeliću 1/4, što znači da transformator prekida napon za a vrijednost 1/4. Ali omjer 1: 4 znači da, za jedno od nečega, postoje četiri za nešto drugo, što ne znači uvijek isto što i razlomak.
Transformatori mogu povećavati ili smanjivati napon, a poznati su kaoistupitiiliodstupititransformatori ovisno o tome koju radnju izvode. To znači da će omjer okretaja transformatora uvijek biti pozitivan, ali može varirati između toga da je veći od jednog za pojačane transformatore ili manje od jednog za silazne transformatore.
Formula namota transformatora vrijedi samo kad su kutovi primarnog i sekundarnog namota međusobno u fazi. To znači da se za dano napajanje izmjeničnom strujom (AC) koje se prebacuje naprijed-natrag između naprijed i reverzna struja, struja i u primarnom i u sekundarnom namotu međusobno su sinkronizirane tijekom ove dinamike postupak.
Možda postoje neki transformatori s omjerom zavoja transformatora koji ne mijenjaju napon, ali, umjesto toga koriste se za međusobno razdvajanje različitih krugova ili za lagano mijenjanje otpora a sklop.
Kalkulator dizajna transformatora
Možete razumjeti svojstva transformatora kako biste odredili što će kalkulator dizajna transformatora uzeti u obzir kao metodu određivanja načina konstrukcije samih transformatora.
Iako su primarni i sekundarni namoti na transformatoru međusobno odvojeni, primarni namot inducira struju u sekundarnim namotima metodom induktiviteta. Kada se izmjenični izvor napajanja šalje kroz primarne namote, struja prolazi kroz zavoje i stvara magnetsko polje metodom koja se naziva međusobna induktivnost.
Formula namotaja transformatora i magnetizam
Magnetsko poljeopisuje u kojem smjeru i kako bi jak magnetizam djelovao na pokretnu nabijenu česticu. Maksimalna vrijednost ovog polja jedΦ / dt, stopa promjene odmagnetski tok Φtijekom malog vremenskog razdoblja.
Flux je mjerenje koliko magnetsko polje teče kroz određenu površinu, poput pravokutnog područja. U transformatoru se linije magnetskog polja šalju prema van od magnetske zavojnice oko koje su namotane žice.
Magnetski tok povezuje oba namota, a jakost magnetskog polja ovisi o količini struje i broju namota. Ovo nam može dati akalkulator dizajna transformatorakoja uzima u obzir ta svojstva.
Faradayev zakon induktivnosti koji opisuje kako se magnetska polja induciraju u materijalima nalaže da napon bilo kojeg induciranog namota
bilo za primarne namote ili za sekundarne namote. To se obično naziva induciranom elektromotornom silom (emf).
Ako biste mjerili promjenu magnetskog toka tijekom malog vremenskog razdoblja, mogli biste dobiti vrijednostdΦ / dti pomoću nje izračunajteemf. Općenita formula za magnetski tok je
\ Phi = BA | cos {\ theta}
za magnetsko poljeB, površina ravnine u poljuAa kut između linija magnetskog polja i smjer okomit na područjeθ.
Možete računati geometriju namotaja oko magnetske jezgre transformatora za mjerenje protoka askat
za izmjenično napajanje gdjeωje kutna frekvencija (2πfza frekvencijuf) iΦmaks je maksimalni tok. U ovom slučaju, frekvencijafodnosi se na broj valova koji svake sekunde prolaze određeno mjesto. Inženjeri također nazivaju umnožak trenutnog puta broja okretaja namota "amper-okreti, "mjera sile magnetizacije zavojnice.
Primjeri kalkulatora za namotavanje transformatora
Ako želite usporediti eksperimentalne rezultate kako namoti transformatora utječu na njihove Primjenom, možete usporediti opažena eksperimentalna svojstva sa svojstvima namota transformatora kalkulator.
Softverska tvrtka Micro Digital nudi mrežni kalkulator namotaja transformatora za izračunavanje standardnog mjerača žice (SWG) ili američkog mjerača žice (AWG). To omogućuje inženjerima da izrađuju žice odgovarajuće debljine kako bi mogli nositi žičane naboje potrebne za njihove svrhe. Kalkulator okretaja transformatora govori vam o pojedinačnom naponu kroz svaki zavoj namota.
Drugi kalkulatori poput onaj iz proizvodne tvrtke Flex-Core omogućuju vam izračunavanje veličine žice za različite praktične primjene ako unesete u kategoriju opterećenja, nazivna sekundarna struja, duljina žice između strujnog transformatora i brojila i ulazno opterećenje metar.
Strujni transformator stvara opskrbu izmjeničnim naponom u svom sekundarnom namotu koji je proporcionalan struji u primarnom namotu. Ovi transformatori smanjuju struje visokog napona na niže vrijednosti pomoću jednostavne metode praćenja stvarne električne struje. Teret je otpor samog mjernog instrumenta na struju koja se kroz njega šalje.
Hiperfizika nudi internet Proračun snage transformatora sučelje koje vam omogućuje upotrebu kao kalkulator dizajna transformatora ili kao kalkulator otpora transformatora. Da biste ga koristili, trebate unijeti frekvenciju napona napajanja, induktivitet primarnog namota, induktivitet sekundarnog namota, broj zavojnica primarnog namota, broj zavojnica sekundarnog namota, sekundarni napon, otpor primarnog namota, otpor sekundarnog namota, otpor opterećenja sekundarnog namota i međusobno induktivitet.
Međusobna induktivnostMobjašnjava učinak koji promjena opterećenja na sekundarnoj zavojnici može izvršiti na struju kroz primarnu s emf:
emf = -M \ frac {\ Delta I_1} {\ Delta t}
za promjenu struje kroz primarnu zavojnicuΔI1i promjena u vremenuΔt.
Bilo koji mrežni kalkulator za namotavanje transformatora iznosi pretpostavke o samom transformatoru. Obavezno znajte kako svaka web stranica izračunava vrijednosti za koje tvrdi da ih čini kako biste mogli razumjeti teoriju i principe koji stoje iza transformatora općenito. Koliko su blizu formuli namotaja transformatora koja slijedi iz fizike transformatora, ovisi o tim svojstvima.