Jak obliczyć uzwojenie transformatora

Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, w jaki sposób domy i budynki wykorzystują energię elektryczną z elektrowni, powinieneś dowiedzieć się o tym transformatory w rozdzielniach sieci elektroenergetycznych, które zamieniają prądy wysokiego napięcia na te, które stosujesz w gospodarstwie domowym urządzenia. Transformatory te wykorzystują proste konstrukcje w większości typów transformatorów, ale mogą się znacznie różnić pod względem tego, jak bardzo zmieniają napięcie wejściowe w zależności od tego, jak są zbudowane.

Transformatory stosowane w systemach dystrybucji sieci energetycznej mają prostą konstrukcję, która wykorzystuje cewkę owiniętą wokół rdzenia magnetycznego w różnych obszarach.

Te cewki drutu pobierają prąd wejściowy i zmieniają napięcie zgodnie zprzekładnia zwojów transformatora, który jest

dla liczby uzwojeń uzwojenia pierwotnego i wtórnegoN_piN_s, odpowiednio, oraz napięcie uzwojenia pierwotnego i wtórnegoV_piV_s, odpowiednio.

Toformuła uzwojenia transformatorainformuje o ułamku, o jaki transformator zmienia napięcie wejściowe i że napięcie uzwojeń cewki jest wprost proporcjonalne do liczby zwojów samych cewek.

Należy pamiętać, że chociaż ten wzór jest określany jako „stosunek”, w rzeczywistości jest to ułamek, a nie stosunek. Na przykład, jeśli masz jedno uzwojenie w cewce pierwotnej i cztery uzwojenia w cewce wtórnej a of transformatora, odpowiadałoby to ułamkowi 1/4, co oznacza, że ​​transformator odcina napięcie o a wartość 1/4. Ale stosunek 1:4 oznacza, że ​​dla jednego z czegoś są cztery z czegoś innego, co nie zawsze oznacza to samo, co ułamek.

Transformatory mogą zwiększać lub zmniejszać napięcie i są znane jakopodwyższenielubustąpićtransformatory w zależności od tego, jaką akcję wykonują. Oznacza to, że współczynnik zwojów transformatora zawsze będzie dodatni, ale może się różnić między wartością większą niż jeden dla transformatorów podwyższających napięcie lub mniejszą niż jeden dla transformatorów obniżających napięcie.

Formuła uzwojenia transformatora jest prawdziwa tylko wtedy, gdy kąty uzwojenia pierwotnego i wtórnego są ze sobą w fazie. Oznacza to, że dla danego zasilacza prądu przemiennego (AC), który przełącza się w przód i w tył między do przodu i prąd wsteczny, prąd zarówno w uzwojeniu pierwotnym, jak i wtórnym jest zsynchronizowany ze sobą podczas tej dynamiki proces.

Mogą istnieć transformatory ze współczynnikiem zwojów transformatora równym 1, które nie zmieniają napięcia, ale zamiast tego służą do dzielenia różnych obwodów od siebie lub do nieznacznej zmiany rezystancji a obwód.

Możesz zrozumieć właściwości transformatorów, aby określić, co kalkulator projektu transformatora uwzględniłby jako metodę określania sposobu konstruowania samych transformatorów.

Chociaż uzwojenia pierwotne i wtórne transformatora są oddzielone od siebie, uzwojenie pierwotne indukuje prąd w uzwojeniach wtórnych poprzez metodę indukcyjności. Gdy zasilacz prądu przemiennego jest przesyłany przez uzwojenia pierwotne, prąd przepływa przez zwoje i wytwarza pole magnetyczne metodą zwaną indukcyjnością wzajemną.

​Pole magnetyczneopisuje, w jakim kierunku i jak silny magnetyzm działałby na poruszającą się naładowaną cząsteczkę. Maksymalna wartość tego pola todΦ/dt, tempo zmianstrumień magnetyczny​ ​Φprzez krótki okres czasu.

Strumień jest miarą tego, ile pola magnetycznego przepływa przez określoną powierzchnię, taką jak obszar prostokątny. W transformatorze linie pola magnetycznego są wysyłane na zewnątrz z cewki magnetycznej, wokół której nawinięte są przewody.

Strumień magnetyczny łączy oba uzwojenia, a siła pola magnetycznego zależy od wielkości prądu i liczby uzwojeń. To może dać namkalkulator projektu transformatora transformerktóry uwzględnia te właściwości.

Prawo indukcyjności Faradaya, które opisuje, w jaki sposób indukowane są pola magnetyczne w materiałach, wskazuje, że napięcie indukowane przez oba uzwojenia

dla uzwojeń pierwotnych lub wtórnych. Jest to zwykle określane jako indukowana siła elektromotoryczna (emf​).

Gdybyś miał zmierzyć zmianę strumienia magnetycznego w krótkim czasie, mógłbyś otrzymać wartośćdΦ/dti użyj go do obliczeniaemf. Ogólny wzór na strumień magnetyczny to

dla pola magnetycznegob, powierzchnia samolotu w terenieZAoraz kąt między liniami pola magnetycznego a kierunkiem prostopadłym do obszaruθ​.

Możesz uwzględnić geometrię uzwojeń wokół rdzenia magnetycznego transformatora, aby zmierzyć strumień askat

dla zasilacza prądu przemiennego, gdzieωto częstotliwość kątowa (2πfdla częstotliwościfa) iΦ​_maks to maksymalny strumień. W tym przypadku częstotliwośćfaodnosi się do liczby fal, które przechodzą przez daną lokalizację w ciągu sekundy. Inżynierowie odnoszą się również do iloczynu aktualnych czasów liczby zwojów uzwojeń jako „amperokręty”, miara siły magnesującej cewki.

Jeśli chciałbyś porównać wyniki eksperymentalne, jak uzwojenia transformatorów wpływają na ich? użytkowania, można porównać zaobserwowane właściwości doświadczalne z właściwościami uzwojenia transformatora kalkulator.

Firma programistyczna Micro Digital oferuje internetowy kalkulator uzwojenia transformatora do obliczania Standard Wire Gauge (SWG) lub American Wire Gauge (AWG). Dzięki temu inżynierowie mogą wytwarzać druty o odpowiedniej grubości, dzięki czemu mogą przenosić ładunki drutu niezbędne do ich celów. Kalkulator obrotów transformatora informuje o indywidualnym napięciu na każdym obrocie uzwojenia.

Inne kalkulatory, takie jak ten z firmy produkcyjnej Flex-Core pozwala obliczyć rozmiar drutu dla różnych praktycznych zastosowań, jeśli wprowadzisz ocenę obciążenia, znamionowy prąd wtórny, długość przewodu między przekładnikiem prądowym a licznikiem oraz obciążenie wejściowe metr.

Przekładnik prądowy wytwarza napięcie prądu przemiennego w uzwojeniu wtórnym, które jest proporcjonalne do prądu w uzwojeniu pierwotnym. Transformatory te redukują prądy wysokiego napięcia do niższych wartości za pomocą prostej metody monitorowania rzeczywistego prądu elektrycznego. Obciążeniem jest rezystancja samego przyrządu pomiarowego na przepływający przez niego prąd.

Hyperphysics oferuje online an Obliczanie mocy transformatora interfejs, który pozwala używać jako kalkulatora projektu transformatora lub jako kalkulatora rezystancji transformatora. Aby z niego skorzystać, należy wprowadzić częstotliwość napięcia zasilania, indukcyjność uzwojenia pierwotnego, indukcyjność uzwojenia wtórnego, liczbę cewek uzwojenia pierwotnego, liczba uzwojeń uzwojenia wtórnego, napięcie wtórne, rezystancja uzwojenia pierwotnego, rezystancja uzwojenia wtórnego, rezystancja obciążenia uzwojenia wtórnego i wzajemne indukcyjność.

Indukcyjność wzajemnaMuwzględnia wpływ, jaki zmiana obciążenia na uzwojeniu wtórnym może wywierać na prąd przez pierwotną z emf:

do zmiany prądu płynącego przez cewkę pierwotnąJa₁i zmiany w czasiet​.

Każdy kalkulator uzwojenia transformatora online przyjmuje założenia dotyczące samego transformatora. Upewnij się, że wiesz, w jaki sposób każda witryna oblicza wartości, które deklaruje, abyś mógł ogólnie zrozumieć teorię i zasady dotyczące transformatorów. To, jak bardzo są one zbliżone do wzoru uzwojenia transformatora, który wynika z fizyki transformatora, zależy od tych właściwości.