Če ste se kdaj vprašali, kako hiše in zgradbe uporabljajo električno energijo iz elektrarn, se morate o tem naučiti transformatorji v distribucijskih omrežjih, ki pretvarjajo visokonapetostne tokove v tiste, ki jih uporabljate v gospodinjstvu naprave. Ti transformatorji uporabljajo preproste zasnove za večino vrst transformatorjev, vendar se lahko zelo razlikujejo glede na to, koliko spremenijo vhodno napetost glede na njihovo izdelavo.
Formula za navijanje transformatorja
Transformatorji, ki jih uporabljajo sistemi za distribucijo električnega omrežja, sledijo preprostim izvedbam, ki uporabljajo tuljavo, navito okoli magnetnega jedra na različnih področjih.
Te tuljave žice sprejmejo dohodni tok in spremenijo napetost glede narazmerje zavojev transformatorja, kateri je
\ frac {N_P} {N_S} = \ frac {V_P} {V_S}
za število navitij primarne in sekundarne tuljaveNstrinNsoziroma napetost primarne tuljave in sekundarne tuljaveVstrinVsoziroma.
Toformula navitja transformatorjapove delež, s katerim transformator spreminja dohodno napetost in da je napetost vetrov tuljave neposredno sorazmerna s številom navitij samih tuljav.
Ne pozabite, da čeprav je ta formula imenovana "razmerje", gre dejansko za ulomek in ne za razmerje. Na primer, če ste imeli eno navitje v primarni tuljavi in štiri navitja v sekundarni tuljavi a transformatorja, bi to ustrezalo frakciji 1/4, kar pomeni, da transformator zmanjša napetost za a vrednost 1/4. Toda razmerje 1: 4 pomeni, da za eno nekaj obstajajo še nekaj drugega, kar pa ne pomeni vedno istega kot ulomek.
Transformatorji lahko povečajo ali zmanjšajo napetost in so znani kotstopi goralikorak navzdoltransformatorji, odvisno od tega, katero dejanje izvajajo. To pomeni, da bo razmerje zavojev transformatorja vedno pozitivno, vendar se lahko spreminja med večjim od enega za povečevalne transformatorje ali manjšim od enega za padajočim transformatorjem.
Formula navitja transformatorja velja le, če sta kota primarnega in sekundarnega navitja v fazi med seboj. To pomeni, da pri danem napajalniku z izmeničnim tokom (AC), ki preklaplja naprej in nazaj med naprej in povratni tok, tok v primarnem in sekundarnem navitju je med to dinamiko sinhroniziran proces.
Obstajajo lahko nekateri transformatorji z razmerjem zavojev transformatorja 1, ki ne spreminjajo napetosti, vendar, namesto tega se uporabljajo za ločevanje različnih vezij med seboj ali za rahlo spreminjanje upora a vezje.
Kalkulator za oblikovanje transformatorjev
Lastnosti transformatorjev lahko razumete, da določite, kaj bi kalkulator načrtovanja transformatorja upošteval kot način določanja, kako sami izdelati transformatorje.
Čeprav sta primarna in sekundarna navitja na transformatorju ločena drug od drugega, primarni navit inducira tok v sekundarnih navitjih z metodo induktivnosti. Ko se napajanje izmeničnega toka pošlje skozi primarna navitja, tok teče skozi zavoje in ustvarja magnetno polje z metodo, imenovano medsebojna induktivnost.
Formula navitja transformatorja in magnetizem
Magnetno poljeopisuje, v katero smer in kako močan magnetizem bi deloval na gibljiv nabit delček. Najvišja vrednost tega polja jedΦ / dt, hitrost spremembemagnetni tok Φv majhnem časovnem obdobju.
Pretok je merjenje, koliko magnetnega polja teče skozi določeno površino, kot je pravokotna površina. V transformatorju se linije magnetnega polja pošiljajo navzven od magnetne tuljave, okoli katere so navite žice.
Magnetni tok povezuje oba navitja skupaj, jakost magnetnega polja pa je odvisna od količine toka in števila navitij. To nam lahko dakalkulator zasnove transformatorjaki upošteva te lastnosti.
Faradayev zakon induktivnosti, ki opisuje, kako se v materialih inducirajo magnetna polja, narekuje, da napetost, ki jo povzroča navitje
bodisi za primarna navitja bodisi za sekundarna navitja. To se običajno imenuje inducirana elektromotorna sila (emf).
Če bi v kratkem času merili spremembo magnetnega pretoka, bi lahko dobili vrednostdΦ / dtin ga uporabite za izračunemf. Splošna formula za magnetni tok je
\ Phi = BA | cos {\ theta}
za magnetno poljeB, površina ravnine v poljuAin kot med črtami magnetnega polja in smerjo, pravokotno na območjeθ.
Za merjenje pretoka askat lahko upoštevate geometrijo navitij okoli magnetnega jedra transformatorja
za napajalnik z izmeničnim tokom, kjerωje kotna frekvenca (2πfza frekvencof) inΦmaks je največji pretok. V tem primeru pogostostfse nanaša na število valov, ki vsako sekundo preidejo določeno lokacijo. Inženirji tudi izdelek zmnožka števila zavojev navitij označujejo z "amper-obratov, "merilo magnetizacijske sile tuljave.
Primeri kalkulatorja navitja transformatorja
Če bi radi primerjali eksperimentalne rezultate, kako navitja transformatorjev vplivajo na njih Pri uporabi lahko opažene eksperimentalne lastnosti primerjate z lastnostmi navitja transformatorja kalkulator.
Podjetje Micro Digital ponuja programsko opremo spletni kalkulator za navijanje transformatorjev za izračun standardne žice (SWG) ali ameriške žice (AWG). To inženirjem omogoča izdelavo žic ustrezne debeline, da lahko nosijo žične naboje, potrebne za svoje namene. Obračalnik transformatorja vam sporoči posamezno napetost skozi vsak obrat navitja.
Drugi kalkulatorji, kot je tisto iz proizvodnega podjetja Flex-Core vam omogočajo izračun velikosti žice za različne praktične namene, če vnesete v oceno obremenitve, nazivni sekundarni tok, dolžina žice med tokovnim transformatorjem in števcem ter vhodna obremenitev meter.
Tokovni transformator v svojem sekundarnem navitju ustvari napajalno napetost, ki je sorazmerna s tokom v primarnem navitju. Ti transformatorji z enostavno metodo nadzora dejanskega električnega toka zmanjšajo visokonapetostne tokove na nižje vrednosti. Breme je odpornost samega merilnega instrumenta na tok, ki se prenaša skozi njega.
Hiperfizika ponuja internet Izračun moči transformatorja vmesnik, ki vam omogoča uporabo kot kalkulator zasnove transformatorja ali kalkulator odpornosti transformatorja. Za njegovo uporabo morate vnesti frekvenco napajalne napetosti, induktivnost primarnega navitja, induktivnost sekundarnega navitja, število tuljav primarnega navitja, število tuljav sekundarnega navitja, sekundarna napetost, upor primarnega navitja, upor sekundarnega navitja, odpornost proti obremenitvi sekundarnega navitja in medsebojno induktivnost.
Medsebojna induktivnostMupošteva učinek, ki ga lahko ima sprememba obremenitve na sekundarno tuljavo na tok skozi primarno z emf:
emf = -M \ frac {\ Delta I_1} {\ Delta t}
za spremembo toka skozi primarno tuljavoΔI1in se spreminjajo v časuΔt.
Vsak spletni kalkulator za navijanje transformatorja predvideva sam transformator. Prepričajte se, da veste, kako posamezno spletno mesto izračuna vrednosti, za katere trdi, da jih razume, da boste lahko razumeli teorijo in načela za transformatorje na splošno. Od teh lastnosti je odvisno, kako blizu so formuli navitja transformatorja, ki izhaja iz fizike transformatorja.