אם תהיתם פעם כיצד בתים ומבנים משתמשים בחשמל מתחנות כוח, עליכם ללמוד על ה שנאים בהפצות רשת חשמל הממירים זרמים במתח גבוה לזה שאתה משתמש בבית מכשירים. שנאים אלה משתמשים בעיצובים פשוטים ברוב סוגי השנאים, אך יכולים להשתנות במידה רבה בכמה הם משנים את מתח הכניסה על סמך האופן שבו הם בנויים.
פורמולה מתפתלת שנאי
השנאים בהם משתמשים מערכות הפצה לרשת החשמל עוקבים אחר עיצובים פשוטים המשתמשים בסליל הפצוע סביב ליבה מגנטית באזורים שונים.
סלילי חוט אלה לוקחים זרם נכנס ומשנים את המתח בהתאםשנאי מסתובב יחס, שזה
\ frac {N_P} {N_S} = \ frac {V_P} {V_S}
למספר הפיתולים של הסליל הראשוני והסליל המשנינעמ 'ונס, בהתאמה, והמתח של הסליל הראשוני והסליל המשניועמ 'ווס, בהתאמה.
זֶהנוסחת מתפתל שנאיאומר לך את השבר שבו שנאי משנה את המתח הנכנס ושהמתח של רוחות הסליל הוא פרופורציונלי ישירות למספר הפיתולים של הסלילים עצמם.
זכור שלמרות שנוסחה זו מכונה "יחס", היא למעשה חלק, ולא יחס. לדוגמא, אם היה לך סלילה אחת בסליל הראשוני וארבעה סלילים בסליל המשני של a שנאי, זה יתאים לשבריר של 1/4, כלומר השנאי חותך את המתח ב- a ערך של 1/4. אבל היחס 1: 4 פירושו שלמען משהו אחד יש ארבעה ממשהו אחר, שלא תמיד אומר אותו דבר כמו שבר.
רובוטריקים יכולים להגדיל או להקטין את המתח, והם ידועים בשםעליית מדרגהאוֹרדשנאים תלוי באיזו פעולה הם מבצעים. פירוש הדבר שיחס סיבובי השנאי תמיד יהיה חיובי, אך יכול להשתנות בין להיות גדול מאחד עבור שנאים מדורגים או פחות מאחד עבור שנאים מדורגים.
הנוסחה המתפתלת שנאי מתקיימת רק כאשר זוויות הפיתולים הראשוניים והמשניים נמצאים בשלב זה עם זה. משמעות הדבר היא כי עבור ספק כוח זרם חילופין (AC) נתון שעובר הלוך ושוב בין קדימה ל זרם הפוך, הזרם הן בפיתולים הראשוניים והן בפיתולים המשניים מסונכרנים זה עם זה במהלך דינמיקה זו תהליך.
יתכן שיש שנאים עם יחס סיבוב שנאי של 1 שאינם משנים מתח, אך, במקום זאת, משתמשים לפצל מעגלים שונים זה מזה או לשנות מעט את התנגדות ה- a מעגל חשמלי.
מחשבון עיצוב שנאי
אתה יכול להבין את המאפיינים של שנאים כדי לקבוע מה מחשבון עיצוב שנאי ייקח בחשבון כשיטה לקביעת אופן בניית השנאים עצמם.
למרות שהסלילות הראשוניות והמשניות שנמצאות על שנאי נפרדות זו מזו, הסלילה הראשונית גורמת לזרם בפיתולים המשניים באמצעות שיטת השראות. כאשר ספק כוח AC נשלח דרך הפיתולים הראשוניים, הזרם זורם דרך הסיבובים ויוצר שדה מגנטי באמצעות שיטה הנקראת השראות הדדית.
פורמולה ומגנטיות מתפתלת שנאי
שדה מגנטימתאר באיזה כיוון וכמה מגנטיות חזקה תפעל על חלקיק טעון נע. הערך המרבי של שדה זה הואdΦ / dt, קצב השינוי שלשטף מגנטי Φבפרק זמן קטן.
שטף הוא מדידה של כמה שדה מגנטי זורם דרך שטח פנים ספציפי כגון אזור מלבני. בשנאי, קווי השדה המגנטי נשלחים החוצה מהסליל המגנטי שסביבו חוטים החוטים.
השטף המגנטי מקשר את שני הפיתולים יחד, ועוצמת השדה המגנטי תלויה בכמות הזרם ובמספר הפיתולים. זה יכול לתת לנומחשבון עיצוב שנאישלוקח בחשבון את המאפיינים האלה.
חוק ההשראה של פאראדיי המתאר כיצד שדות מגנטיים נגרמים בחומרים מכתיב שהמתח על ידי פיתולים הנגרמים
עבור פיתולים ראשוניים או פיתולים משניים. זה מכונה בדרך כלל הכוח האלקטרו-מניע המושרה (EMF).
אם היית מודד את השינוי בשטף המגנטי על פני תקופה קצרה, היית יכול להשיג ערך שלdΦ / dtוהשתמש בו לחישוב ה-EMF. הנוסחה הכללית לשטף מגנטי היא
\ Phi = BA | cos {\ theta}
לשדה מגנטיב, שטח הפנים של המטוס בשטחאוהזווית בין קווי השדה המגנטי לכיוון הניצב לאזורθ.
אתה יכול להסביר את הגיאומטריה של הפיתולים סביב הליבה המגנטית של השנאי כדי למדוד שטף askat
לאספקת חשמל ACωהוא התדר הזוויתי (2πfלתדירותf) וΦמקסימום הוא השטף המרבי. במקרה זה, תדרfמתייחס למספר הגלים שעוברים מיקום נתון בכל שנייה. מהנדסים מתייחסים גם לתוצר של הזמנים הנוכחיים של מספר סיבובי הפיתולים כ- "פניות אמפר, "מדד לכוח המגנט של הסליל.
דוגמאות למחשבון סלילה של שנאי
אם אתה רוצה להשוות את תוצאות הניסוי של האופן שבו פיתולי שנאים משפיעים עליהם שימוש, אתה יכול להשוות את מאפייני הניסוי שנצפו לאלו של שנאי מתפתל מַחשְׁבוֹן.
חברת התוכנה Micro Digital מציעה מחשבון מפותל שנאי מקוון לחישוב מד חוט סטנדרטי (SWG) או מד חוט אמריקאי (AWG). זה מאפשר למהנדסים לייצר חוטים בעובי המתאים כדי שיוכלו לשאת מטענים חוטים הדרושים למטרותיהם. מחשבון השנאי מסתובב אומר לך את המתח האישי דרך כל סיבוב של סלילה.
מחשבונים אחרים כמו זו של חברת הייצור Flex-Core מאפשר לך לחשב את גודל התיל עבור יישומים מעשיים שונים אם אתה מזין את דירוג הנטל, את זרם משני נומינלי, אורך החוט בין שנאי הנוכחי למטר ועומס הקלט של מטר.
שנאי הזרם יוצר אספקת מתח AC בפיתול המשני שלו, שהוא פרופורציונלי לזרם בפיתול הראשוני. שנאים אלה מפחיתים זרמי מתח גבוה לערכים נמוכים יותר בשיטה קלה לניטור הזרם החשמלי בפועל. הנטל הוא התנגדות מכשיר המדידה עצמו לזרם הנשלח דרכו.
היפרפיזיקה מציעה מקוון חישוב כוח שנאי ממשק המאפשר לך להשתמש במחשבון עיצוב שנאי או כמחשבון התנגדות לשנאי. כדי להשתמש בו, עליך להזין תדר מתח אספקה, השראות סלילה ראשוניות, השראות סלילה משניות, מספר סלילים סלילי ראשוני, מספר סלילי משנית של סלילים, מתח משני, התנגדות סלילה ראשונית, התנגדות סלילה משנית, התנגדות עומס סלילה משנית והדדית הַשׁרָאוּת.
ההשראה ההדדיתMמסביר את ההשפעה ששינוי בעומס על סליל משני יכול להפעיל את הזרם דרך הראשי עם EMF:
emf = -M \ frac {\ Delta I_1} {\ Delta t}
לשינוי הזרם דרך הסליל הראשיΔI1ושינוי בזמןΔt.
כל מחשבון מפותל שנאי מקוון מניח הנחות לגבי השנאי עצמו. וודא שאתה יודע כיצד כל אתר מחשב את הערכים שהוא מתיימר לעשות כדי שתוכל להבין את התיאוריה והעקרונות שמאחורי שנאים באופן כללי. עד כמה הם קרובים לנוסחת סלילת השנאי הנובעת מהפיזיקה של שנאי תלויה בתכונות אלה.