Како израчунати омјер окретаја трансформатора

Наизменична струја (АЦ) у већини уређаја у вашем дому може долазити само из далековода који шаљу једносмерну струју (једносмерна струја) коришћењем трансформатора. Кроз све различите врсте струје која може проћи кроз коло, помаже имати моћ управљања овим електричним појавама. За сву своју употребу у промени напона кола, трансформатори се у великој мери ослањају на њихов однос обртаја.

​Однос окретаја трансформатораје подела броја завоја у примарном намотају бројем завоја у секундарном намотају једначином

Овај однос такође треба да буде једнак напону примарног намотаја подељеном напоном секундарног намотаја, како је дато саВ._стр/ В_с. Примарни намотај односи се на индуктивитет са погоном, елемент кола који индукује магнетно поље као одговор на проток наелектрисања трансформатора, а секундарни је без напајања калем.

Ови односи важе тачно под претпоставком да је фазни угао примарног намота једнак фазним угловима секундарног са

За изворе наизменичног напона, који се користе код трансформатора, долазни таласни облик је синусоидан, облика који синусни талас даје. Однос окретаја трансформатора говори вам колико се напон мења кроз трансформатор док струја пролази од примарних намотаја до секундарних намотаја.

Такође, имајте на уму да се реч "однос" у овој формули односи на аразломак,а не стварни однос. Разломак 1/4 се разликује од односа 1: 4. Док је 1/4 један део целине који је подељен на четири једнака дела, однос 1: 4 представља да за једно нешто постоје четири нечега другог. „Однос“ у омјеру завоја трансформатора је удео, а не однос, у формули о омјеру трансформатора.

Однос окретаја трансформатора открива да је разломљена разлика напона на основу броја намотаја намотаних око примарног и секундарног дела трансформатора. Трансформатор са пет намотаја са примарном намотајом и 10 намотаја са секундарним намотајима преполовиће извор напона као што је дато са 5/10 или 1/2.

Да ли се напон повећава или смањује као резултат ових завојница, одређује да ли је то појачавајући трансформатор или силазни трансформатор по формули односа трансформатора. Трансформатор који нити повећава нити смањује напон је „трансформатор импедансе“ који може и један и други измерите импедансу, опозицију кола струји или једноставно укажите на прекиде између различитих електричних напона кола.

Основне компоненте трансформатора су две завојнице, примарна и секундарна, које се омотавају око гвозденог језгра. Феромагнетно језгро, или језгро направљено од трајног магнета, трансформатора такође користи танке електрично изоловане кришке, тако да да ове површине могу смањити отпор струје која пролази од примарних калема до секундарних калема трансформатор.

Конструкција трансформатора углавном ће бити дизајнирана да изгуби што мање енергије. Пошто не прелази сав магнетни флукс из примарних калемова у секундарни, у пракси ће доћи до одређених губитака. Трансформатори ће такође изгубити енергију збогвртложне струје, локализована електрична струја изазвана променама магнетног поља у електричним круговима.

Трансформатори су добили своје име јер користе ову поставку језгра за намазање са намотајима на два његова одвојена дела трансформишу електричну енергију у магнетну енергијом магнетизирањем језгра од струје кроз примарну намотаји.

Затим магнетно језгро индукује струју у секундарним намотајима, која претвара магнетну енергију назад у електричну. То значи да трансформатори увек раде на улазном извору наизменичног напона, оном који се у редовним интервалима пребацује између правог и обрнутог смера струје.

Поред формуле напона или броја завојница, можете проучавати трансформаторе да бисте сазнали више о природи различитих врста напони, електромагнетна индукција, магнетна поља, магнетни флукс и друга својства која проистичу из конструкције а трансформатор.

За разлику од извора напона који шаље струју у једном смеру, анИзвор наизменичног напонапослат кроз примарни калем створиће своје магнетно поље. Ова појава је позната као међусобна индуктивност.

Јачина магнетног поља повећала би се до своје максималне вредности, која је једнака разлици магнетног флукса подељеној временским периодом,дΦ / дт. Имајте на уму, у овом случају,Φкористи се за означавање магнетног флукса, а не фазног угла. Те линије магнетног поља извлаче се напоље из електромагнета. Инжењери који граде трансформаторе такође узимају у обзир везу флукса, која је производ магнетног флуксаΦи број калема у жициН.узроковано магнетним пољем које прелази из једне завојнице у другу.

Општа једначина за магнетни флукс је

за површину кроз коју поље пролазиА.у м², магнетно пољеБ.у Тесли иθкао угао између окомитог вектора на површину и магнетног поља. За једноставан случај омотаних калема око магнета, ток је дат са

за број калемаН., магнетно пољеБ.и на одређеном подручјуА.површине која је паралелна магнету. Међутим, за трансформатор, веза флукса доводи до тога да је магнетни ток у примарном намотају једнак оном у секундарном намотају.

ПремаФарадејев закон,рачунањем можете израчунати напон индукован у примарном или секундарном намотају трансформатораН к дΦ / дт. Ово такође објашњава зашто је однос напона једног дела трансформатора у трансформатор једнак броју намотаја једног на други.

Ако бисте упоредилиН к дΦ / дтједног дела другом,дΦ / дтби се отказао због тога што оба дела имају исти магнетни ток. Коначно, можете израчунати амперске завоје трансформатора као умножак тренутног броја умота као метод мерења силе магнетизације завојнице

Мреже за дистрибуцију електричне енергије шаљу електричну енергију из електрана у зграде и куће. Ови далеководи почињу у електрани где електрични генератор ствара електричну енергију из неког извора. Ово би могла бити хидроелектрана која користи снагу воде или гасна турбина која користи сагоревање да би створила механичку енергију од природног гаса и претворила је у електричну енергију. Ова електрична енергија се, нажалост, производи каоЈедносмерни напонкоји за већину кућних апарата треба претворити у наизменични напон.

Трансформатори чине ову електричну енергију употребљивом стварањем једнофазних једносмерних извора напајања за домаћинства и зграде од долазног осцилирајућег наизменичног напона. Трансформатори дуж мрежа за дистрибуцију електричне енергије такође осигуравају да је напон одговарајући износ за кућну електронику и електричне системе. Мреже за дистрибуцију такође користе „сабирнице“ које раздвајају дистрибуцију у више праваца заједно са прекидачима како би се одвојене дистрибуције међусобно разликовале.

Инжењери често рачунају ефикасност трансформатора користећи једноставну једначину ефикасности као

​фили излазна снагаП.​​_О.и улазна снагаП.​_Ја. На основу конструкције дизајна трансформатора, ови системи не губе енергију трењем или отпором ваздуха, јер трансформатори не укључују покретне делове.

Струја магнетизовања, количина струје неопходна за магнетизовање језгра трансформатора, обично је врло мала у поређењу са струјом коју примарни део трансформатора индукује. Ови фактори значе да су трансформатори обично врло ефикасни са ефикасношћу од 95 процената и више за већину модерних дизајна.

Ако бисте на примарни намотај трансформатора применили извор наизменичног напона, магнетни флукс који се индукује магнетно језгро ће наставити да индукује наизменични напон у секундарном намотају у истој фази као и извор Напон. Магнетни ток у језгру, међутим, остаје 90 ° иза фазног угла напона извора. То значи да струја примарног намотаја, струја магнетирања, такође заостаје за извором наизменичног напона.

Поред поља, флукса и напона, трансформатори илуструју међусобне електромагнетне појаве индуктивност која даје већу снагу примарним намотајима трансформатора када су прикључени на електричну снабдевање.

То се дешава као реакција примарног намотаја на повећање оптерећења, нешто што троши снагу, на секундарним намотајима. Ако сте секундарним намотајима додали оптерећење методом као што је повећање отпора његових жица, примарни намоти би реаговали повлачењем више струје из извора напајања да би то надокнадили смањити.Међусобна индуктивностје оптерећење које ставите на секундарну мрежу помоћу које можете израчунати пораст струје кроз примарне намотаје.

Ако бисте написали засебну једначину напона и за примарни и за секундарни намотај, могли бисте описати ове појаве међусобне индуктивности. За примарни намотај,

за струју кроз примарни намотајЈа_П., отпор оптерећења примарног намотајаР.₁, узајамна индуктивностМ., индуктивност примарног намотајаЛ_Ја, секундарни намотајЈа_С.и промена у временуΔт. Негативни предзнак испред међусобне индуктивностиМ.показује да изворна струја одмах доживљава пад напона услед оптерећења на секундарном намотају, али као одговор примарни намотај подиже свој напон.

Ова једначина следи правила писања једначина која описују како се струја и напон разликују међу елементима кола. За затворену електричну петљу можете да напишете зброј напона на свакој компоненти једнак нули да бисте показали како напон пада на сваком елементу у колу.

За примарне намотаје ову једначину пишете како бисте узели у обзир напон на самим примарним намотајима (Ја​_П.​Р.​₁), напон услед индуковане струје магнетног пољаЛ₁ΔИ_П./Δtа напон услед ефекта међусобне индуктивности од секундарних намотајаМ ΔИ_С./Δt.​

Слично томе, можете написати једначину која описује пад напона на секундарним намотајима

Ова једначина укључује струју секундарног намотајаЈа​_С., индуктивитет секундарног намотајаЛ₂и отпор оптерећења секундарног намотајаР.₂. Отпор и индуктивност су означени индексима 1 или 2 уместо П или С, односно отпорници и пригушнице су често нумерисани, а не означени словима. Коначно, можете израчунати међусобну индуктивност из индуктора директно као