변압기 권선비를 계산하는 방법

가정에있는 대부분의 가전 제품에서 교류 (AC)는 변압기를 사용하여 직류 (DC)를 보내는 전력선에서만 발생할 수 있습니다. 회로를 통해 흐를 수있는 모든 다른 유형의 전류를 통해 이러한 전기 현상을 제어 할 수있는 힘을 갖게됩니다. 회로의 전압을 변경하는 모든 용도에서 변압기는 권선비에 크게 의존합니다.

​변압기 권선비방정식에 의해 1 차 권선의 권선 수를 2 차 권선의 권선 수로 나눈 값입니다.

이 비율은 또한 1 차 권선의 전압을 2 차 권선의 전압으로 나눈 값과 같아야합니다.V_피/V_에스. 1 차 권선은 자기장을 유도하는 회로 요소 인 전력 인덕터를 나타냅니다. 전하의 흐름에 따라 변압기, 보조 변압기는 전원이 공급되지 않습니다. 인덕터.

이 비율은 1 차 권선의 위상 각이 2 차 권선의 위상 각과 같다는 가정 하에서 유효합니다.방정식Φ_피 = Φ_에스​.이 1 차 및 2 차 위상 각은 순방향 및 변압기의 1 차 및 2 차 권선의 역방향은 하나와 동기화됩니다. 다른.

변압기와 함께 사용되는 AC 전압 소스의 경우 들어오는 파형은 사인파가 생성하는 모양 인 사인파입니다. 변압기 권선비는 전류가 1 차 권선에서 2 차 권선으로 전달 될 때 변압기를 통해 전압이 얼마나 변하는 지 알려줍니다.

또한이 공식에서 "비율"이라는 단어는분수,실제 비율이 아닙니다. 1/4의 비율은 1: 4 비율과 다릅니다. 1/4은 4 개의 동일한 부분으로 나누어 진 전체에서 한 부분이지만 1: 4의 비율은 어떤 것 중 하나에 대해 다른 것 중 네 개가 있음을 나타냅니다. 변압기 권선비의 "비율"은 변압기 비율 공식에서 비율이 아니라 분수입니다.

변압기 권선비는 변압기의 1 차 및 2 차 부품 주변에 감긴 코일 수를 기준으로 전압이 취하는 분수 차이를 나타냅니다. 5 개의 1 차 권선 코일과 10 개의 2 차 권선 코일이있는 변압기는 5/10 또는 1/2로 주어진 전압 소스를 절반으로 차단합니다.

이러한 코일의 결과로 전압이 증가하거나 감소하는지 여부는 변압기 비율 공식에 따라 승압 변압기 또는 강압 변압기를 결정합니다. 전압을 높이거나 낮추지 않는 변압기는 다음 중 하나를 수행 할 수있는 "임피던스 변압기"입니다. 임피던스, 전류에 대한 회로의 반대를 측정하거나 단순히 다른 전기 사이의 단선을 나타냅니다. 회로.

변압기의 핵심 구성 요소는 철심을 감싸는 1 차 및 2 차 코일입니다. 변압기의 강자성 코어 또는 영구 자석으로 만든 코어도 얇은 전기 절연 슬라이스를 사용하므로 이러한 표면은 1 차 코일에서 2 차 코일로 전달되는 전류에 대한 저항을 감소시킬 수 있습니다. 변신 로봇.

변압기의 구조는 일반적으로 가능한 한 적은 에너지를 잃도록 설계됩니다. 1 차 코일의 모든 자속이 2 차 코일로 전달되는 것은 아니기 때문에 실제로는 약간의 손실이있을 것입니다. 변압기는 또한와류, 전기 회로의 자기장의 변화로 인한 국부적 인 전류.

변압기는 두 개의 개별 부품에 권선이있는이 자화 코어 설정을 사용하기 때문에 이름을 얻었습니다. 전류에서 1 차를 통과하는 코어의 자화를 통해 전기 에너지를 자기 에너지로 변환 권선.

그런 다음 자기 코어는 2 차 권선에 전류를 유도하여 자기 에너지를 다시 전기 에너지로 변환합니다. 즉, 변압기는 항상 들어오는 AC 전압 소스에서 작동하며, 이는 일정한 간격으로 전류의 정방향 및 역방향 사이를 전환합니다.

전압 또는 코일 수 공식 외에도 변압기를 연구하여 다양한 유형의 특성에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 전압, 전자기 유도, 자기장, 자속 및 기타 구성으로 인해 발생하는 특성 변신 로봇.

한 방향으로 전류를 보내는 전압 소스와 달리AC 전압 소스1 차 코일을 통해 보내지면 자체 자기장이 생성됩니다. 이 현상을 상호 인덕턴스라고합니다.

자기장 강도는 최대 값으로 증가합니다. 이는 자속의 차이를 시간으로 나눈 값과 같습니다.dΦ / dt. 이 경우에는Φ위상 각이 아닌 자속을 나타내는 데 사용됩니다. 이 자기장 선은 전자석에서 바깥쪽으로 그려집니다. 변압기를 구축하는 엔지니어는 또한 자속의 산물 인 자속 연결을 고려합니다.Φ와이어의 코일 수엔한 코일에서 다른 코일로 전달되는 자기장에 의해 발생합니다.

자속의 일반적인 방정식은 다음과 같습니다.

필드가 통과하는 표면적ㅏm 단위², 자기장비Teslas 및θ영역에 대한 수직 벡터와 자기장 사이의 각도입니다. 자석 주위에 감겨 진 코일의 단순한 경우의 경우 자속은 다음과 같이 주어진다.

코일 수엔, 자기장비그리고 특정 지역에ㅏ자석과 평행 한 표면의. 그러나 변압기의 경우 자속 연결로 인해 1 차 권선의 자속이 2 차 권선과 동일하게됩니다.

에 따르면패러데이의 법칙,다음을 계산하여 변압기의 1 차 또는 2 차 권선에 유도 된 전압을 계산할 수 있습니다.N x dΦ / dt. 이것은 또한 변압기가 변압기의 한 부분과 다른 부분의 전압 비율이 하나의 코일 수와 같은 이유를 설명합니다.

당신이 비교한다면N x dΦ / dt한 부분에서 다른 부분으로dΦ / dt동일한 자속을 가진 두 부품으로 인해 상쇄됩니다. 마지막으로 코일의 자 화력을 측정하는 방법으로 변압기의 암페어 턴을 전류와 코일 수의 곱으로 계산할 수 있습니다.

배전 그리드는 발전소에서 건물과 주택으로 전기를 보냅니다. 이 전력선은 발전기가 일부 소스에서 전기 에너지를 생성하는 발전소에서 시작됩니다. 이것은 물의 힘을 이용하는 수력 발전 댐이거나 연소를 사용하여 천연 가스에서 기계 에너지를 생성하고이를 전기로 변환하는 가스 터빈 일 수 있습니다. 이 전기는 불행히도 다음과 같이 생산됩니다.DC 전압대부분의 가전 제품에서 AC 전압으로 변환해야합니다.

변압기는 들어오는 진동 AC 전압으로부터 가정과 건물을위한 단상 DC 전원 공급 장치를 생성하여이 전기를 사용할 수있게합니다. 배전 그리드를 따라있는 변압기는 전압이 주택 전자 및 전기 시스템에 적합한 양인지 확인합니다. 분배 그리드는 또한 분배를 회로 차단기와 함께 여러 방향으로 분리하는 "버스"를 사용하여 분리 된 분배를 서로 구별합니다.

엔지니어는 종종 효율성에 대한 간단한 방정식을 사용하여 변압기의 효율성을 설명합니다.

​에프또는 출력 전력피​​_영형및 입력 전력피​_나는. 변압기 설계의 구성에 따라 이러한 시스템은 변압기가 움직이는 부품을 포함하지 않기 때문에 마찰이나 공기 저항으로 인해 에너지를 잃지 않습니다.

변압기 코어를 자화하는 데 필요한 전류량 인 자화 전류는 일반적으로 변압기의 1 차 부품이 유도하는 전류에 비해 매우 작습니다. 이러한 요인은 변압기가 일반적으로 대부분의 최신 설계에서 95 % 이상의 효율성으로 매우 효율적임을 의미합니다.

변압기의 1 차 권선에 AC 전압 소스를 적용하면 자기 코어는 소스와 동일한 위상에서 2 차 권선에서 AC 전압을 계속 유도합니다. 전압. 그러나 코어의 자속은 소스 전압의 위상 각 뒤에 90 °를 유지합니다. 즉, 1 차 권선의 전류 인 자화 전류도 AC 전압 소스보다 뒤쳐집니다.

필드, 플럭스 및 전압 외에도 변압기는 상호 전자기 현상을 보여줍니다. 전기에 연결될 때 변압기의 1 차 권선에 더 많은 전력을 제공하는 인덕턴스 공급.

이것은 2 차 권선에서 전력을 소비하는 부하 증가에 대한 1 차 권선의 반응으로 발생합니다. 전선의 저항을 높이는 등의 방법을 통해 2 차 권선에 부하를 추가하면 1 차 권선은이를 보상하기 위해 전원에서 더 많은 전류를 끌어서 응답합니다. 감소.상호 인덕턴스1 차 권선을 통한 전류 증가를 계산하는 데 사용할 수있는 2 차측에 가하는 부하입니다.

1 차 권선과 2 차 권선 모두에 대해 별도의 전압 방정식을 작성하려면이 상호 인덕턴스 현상을 설명 할 수 있습니다. 1 차 권선의 경우

1 차 권선을 통한 전류나는_피, 1 차 권선 부하 저항아르 자형₁, 상호 인덕턴스미디엄, 1 차 권선 인덕턴스엘_나는, 2 차 권선나는_에스그리고 시간의 변화Δt. 상호 인덕턴스 앞의 마이너스 부호미디엄2 차 권선의 부하로 인해 소스 전류가 즉시 전압 강하를 경험하지만 이에 대한 응답으로 1 차 권선이 전압을 상승 시킨다는 것을 보여줍니다.

이 방정식은 회로 요소간에 전류와 전압이 어떻게 다른지 설명하는 방정식 작성 규칙을 따릅니다. 폐쇄 형 전기 루프의 경우 각 구성 요소의 전압 합계를 0으로 작성하여 회로의 각 요소에서 전압이 어떻게 떨어지는 지 보여줄 수 있습니다.

1 차 권선의 경우 1 차 권선 자체의 전압을 설명하기 위해이 방정식을 작성합니다 (나는​_피​아르 자형​₁), 자기장의 유도 전류로 인한 전압엘₁ΔI_피/Δt2 차 권선에서 상호 인덕턴스의 영향으로 인한 전압M ΔI_에스/Δt.​

마찬가지로 2 차 권선의 전압 강하를 다음과 같이 설명하는 방정식을 작성할 수 있습니다.

이 방정식에는 2 차 권선 전류가 포함됩니다.나는​_에스, 2 차 권선 인덕턴스엘₂2 차 권선 부하 저항아르 자형₂. 저항과 인덕턴스는 각각 P 또는 S 대신 아래 첨자 1 또는 2로 표시됩니다. 저항과 인덕터는 종종 문자로 표시되지 않고 번호가 매겨집니다. 마지막으로 인덕터에서 상호 인덕턴스를 다음과 같이 직접 계산할 수 있습니다.