Cum se calculează înfășurarea unui transformator

Dacă v-ați întrebat vreodată cum folosesc casele și clădirile electricitatea de la centralele electrice, ar trebui să aflați despre transformatoare în distribuțiile rețelei electrice care transformă curenții de înaltă tensiune în cei pe care îi folosiți în gospodărie electrocasnice. Aceste transformatoare folosesc designuri simple pentru majoritatea tipurilor de transformatoare, dar pot varia foarte mult în ceea ce privește cât de mult modifică tensiunea de intrare în funcție de modul în care sunt construite.

Transformatoarele pe care le folosesc sistemele de distribuție a rețelei electrice urmează modele simple care utilizează bobine înfășurate în jurul unui miez magnetic în diferite zone.

Aceste bobine de sârmă preiau curentul de intrare și modifică tensiunea în funcție detransformatorul transformă raportul, care este

pentru numărul de înfășurări ale bobinei primare și secundareN_pșiN_s, respectiv, și tensiunea bobinei primare și a bobinei secundareV_pșiV_s, respectiv.

Acestformula înfășurării transformatoruluivă arată fracția prin care un transformator modifică tensiunea de intrare și că tensiunea vânturilor unei bobine este direct proporțională cu numărul de înfășurări ale bobinelor în sine.

Rețineți că, deși această formulă este denumită „raport”, este de fapt o fracțiune, nu un raport. De exemplu, dacă ați avut o înfășurare în bobina primară și patru înfășurări în bobina secundară a transformator, aceasta ar corespunde unei fracțiuni de 1/4, ceea ce înseamnă că transformatorul reduce tensiunea cu a valoarea de 1/4. Dar raportul 1: 4 înseamnă că, pentru unul din ceva, există patru din altceva, ceea ce nu înseamnă întotdeauna același lucru ca o fracțiune.

Transformatoarele pot crește sau micșora tensiunea și sunt cunoscute sub numele depas cu passaupas în jostransformatoare în funcție de acțiunea pe care o efectuează. Aceasta înseamnă că raportul transformărilor transformatorului va fi întotdeauna pozitiv, dar poate varia între a fi mai mare de unul pentru transformatoarele cu trepte sau mai puțin de unul pentru transformatoarele cu trepte.

Formula înfășurării transformatorului este valabilă numai atunci când unghiurile înfășurărilor primare și secundare sunt în fază una cu alta. Aceasta înseamnă că, pentru o anumită sursă de alimentare cu curent alternativ (AC) care comută înainte și înapoi între înainte și curent invers, curentul atât în ​​înfășurările primare, cât și în cele secundare sunt sincronizate între ele în timpul acestei dinamici proces.

Pot exista unele transformatoare cu un raport de transformare a transformatorului de 1 care nu modifică tensiunea, dar, în schimb, sunt folosite pentru a împărți diferite circuite între ele sau pentru a schimba ușor rezistența unui circuit.

Puteți înțelege proprietățile transformatoarelor pentru a determina ce ar lua în calcul un calculator de proiectare a transformatoarelor ca metodă de determinare a modului de construire a transformatoarelor.

Deși înfășurările primare și secundare ale unui transformator sunt separate unele de altele, înfășurarea primară induce un curent în înfășurările secundare printr-o metodă de inductanță. Când o alimentare cu curent alternativ este trimisă prin înfășurările primare, curentul curge prin viraje și creează un câmp magnetic printr-o metodă numită inductanță reciprocă.

​Camp magneticdescrie în ce direcție și cât de puternic ar acționa magnetismul asupra unei particule încărcate în mișcare. Valoarea maximă a acestui câmp estedΦ / dt, rata de schimbare aflux magnetic​ ​Φpe o perioadă mică de timp.

Fluxul este o măsurare a cât de mult câmp magnetic curge printr-o suprafață specifică, cum ar fi o zonă dreptunghiulară. Într-un transformator, liniile câmpului magnetic sunt trimise spre exterior din bobina magnetică în jurul căreia sunt înfășurate firele.

Fluxul magnetic leagă ambele înfășurări împreună, iar puterea câmpului magnetic depinde de cantitatea de curent și de numărul de înfășurări. Acest lucru ne poate oferi uncalculator de proiectare a transformatoarelorcare ia în considerare aceste proprietăți.

Legea inductanței a lui Faraday care descrie modul în care sunt induse câmpurile magnetice în materiale dictează faptul că tensiunea fie prin înfășurări induse

fie pentru înfășurări primare, fie pentru înfășurări secundare. Aceasta este denumită de obicei forța electromotivă indusă (emf​).

Dacă ar fi să măsori schimbarea fluxului magnetic pe o perioadă mică de timp, ai putea obține o valoare dedΦ / dtși utilizați-l pentru a calculaemf. Formula generală pentru fluxul magnetic este

pentru câmp magneticB, suprafața planului în câmpAși unghiul dintre liniile câmpului magnetic și direcția perpendiculară pe zonăθ​.

Puteți explica geometria înfășurărilor din jurul miezului magnetic al transformatorului pentru a măsura fluxul askat

pentru o sursă de curent alternativ undeωeste frecvența unghiulară (2πfpentru frecvențăf) șiΦ​_max este fluxul maxim. În acest caz, frecvențafse referă la numărul de unde care trec o locație dată în fiecare secundă. Inginerii se referă, de asemenea, la produsul actual al timpului, numărul de rotații ale înfășurărilor ca fiind „ampere-spire, „o măsură a forței de magnetizare a bobinei.

Dacă doriți să comparați rezultatele experimentale ale modului în care înfășurările transformatoarelor le afectează Utilizați, puteți compara proprietățile experimentale observate cu cele ale unei înfășurări a transformatorului calculator.

Compania de software Micro Digital oferă un Calculator online pentru înfășurarea transformatorului pentru calculul Standard Wire Gauge (SWG) sau American Wire Gauge (AWG). Acest lucru permite inginerilor să fabrice fire cu grosimea corespunzătoare, astfel încât să poată transporta încărcăturile necesare pentru scopurile lor. Întoarcerea calculatorului transformator vă arată tensiunea individuală prin fiecare rotație a înfășurării.

Alte calculatoare ca cel de la compania producătoare Flex-Core vă permite să calculați dimensiunea firului pentru diferite aplicații practice dacă introduceți ratingul sarcinii, curentul nominal secundar, lungimea firului dintre transformatorul de curent și contor și sarcina de intrare a metru.

Transformatorul de curent creează o alimentare de tensiune alternativă în înfășurarea secundară, proporțională cu curentul din înfășurarea primară. Aceste transformatoare reduc curenții de înaltă tensiune la valori mai mici folosind o metodă ușoară de monitorizare a curentului electric real. Sarcina este rezistența instrumentului de măsurare însuși la curentul trimis prin acesta.

Hiperfizica oferă un online Calculul puterii transformatorului interfață care vă permite să utilizați ca calculator de proiectare a transformatoarelor sau ca calculator de rezistență a transformatoarelor. Pentru ao utiliza, trebuie să introduceți o frecvență de tensiune de alimentare, o inductanță de înfășurare primară, inductanță de înfășurare secundară, numărul de înfășurări primare de bobine, număr de bobine de înfășurare secundară, tensiune secundară, rezistență la înfășurare primară, rezistență la înfășurare secundară, rezistență la sarcină la înfășurare secundară și reciprocă inductanţă.

Inductanța reciprocăMcontabilizează efectul pe care schimbarea de sarcină asupra bobinei secundare îl poate exercita asupra curentului prin intermediul primarului cu un emf:

pentru schimbarea curentului prin bobina primarăΔI₁și schimbarea în timpΔt​.

Orice calculator de înfășurare a transformatorului online face presupuneri despre transformatorul în sine. Asigurați-vă că știți cum calculează fiecare site web valorile pe care pretinde că le face, astfel încât să puteți înțelege teoria și principiile din spatele transformatoarelor în general. Cât de aproape sunt de formula înfășurării transformatorului care rezultă din fizica unui transformator depinde de aceste proprietăți.