Transformator: 5 belangrike voorwaardes vir die beste doeltreffendheid

Transformator

'n Transformator is 'n eenvoudige elektriese toestel wat die eienskap van wedersydse induksie gebruik om 'n wisselspanning van een na 'n ander van groter of kleiner waarde te transformeer.

Die  eerste konstante-potensiaal een is in 1885 uitgevind, en sedertdien het dit 'n noodsaaklikheid geword as 'n noodsaaklike toestel vir die transmissie, verspreiding en benutting van wisselstroom (AC).

Daar is verskillende tipes transformators met verskillende ontwerpe wat geskik is vir verskillende elektroniese en elektriese kragtoepassings. Hul groottes wissel van radiofrekwensie-toepassing met 'n volume minder as 'n kubieke sentimeter, tot groot eenhede wat honderde ton weeg wat in kragnetwerke gebruik word.

dopvorm DBZ-ontwerptransformator op 1885
Shell vorm DBZ ontwerp transformator by 1885, Beeldkrediet – Zátonyi Sándor, (ifj.), DBZ trafoCC BY-SA 3.0
transformator
transformators in 'n elektriese substasie, Image Credit - Alleen89Melbourne Terminal Station, gemerk as publieke domein, meer besonderhede oor Wikimedia Commons

Hulle word die meeste gebruik in die oordrag en verspreiding van energie oor lang afstand deur die spanningsuitset van die transformator sodat die stroom verminder word en gevolglik die weerstandskernverlies minder betekenisvol is, sodat sein oor die afstande na die substasie aangrensend aan die verbruikers oorgedra kan word waar die spanning weer verlaag word vir verdere gebruik.

Basiese struktuur en werking van transformator

Die basiese struktuur van 'n transformator bestaan ​​gewoonlik uit twee spoele wat om 'n sagte ysterkern gewikkel is, naamlik primêre en sekondêre spoele. Die WS-insetspanning word op primêre spoel toegepas en die WS-uitsetspanning word in die sekondêre kant waargeneem. 

Soos ons weet dat 'n geïnduseerde emk of spanning slegs gegenereer word wanneer die magnetiese veldvloed verander relatief tot die spoel of stroombaan, dus, wedersydse induktansie tussen twee spoele is slegs moontlik met 'n wisselende, dws veranderende/WS-spanning, en nie met direkte, dws bestendige/GS-spanning nie.

werking van transformator en lekvloei
Werking van transformator en lekkasie vloed
Beeldkrediet:My self, Transformator vloedCC BY-SA 3.0

Die transformators word gebruik om spanning te transmuteer en stroomvlakke volgens die verhouding van inset- tot uitsetspoeldraaie. Die draaie in die primêre en sekondêre spoel is Np en Ns, onderskeidelik. Laat Φ die vloed wees wat deur beide primêre en sekondêre spoele gekoppel is. Toe,

Geïnduseerde emk oor die primêre spoel,   =

Geïnduseerde emk oor die sekondêre spoel,  = 

Uit hierdie vergelykings kan ons dit weergee  

Waar die simbole die volgende betekenisse het:

         

Krag, P = IpVp = EksVs

Met betrekking tot die vorige vergelykings,

Dus het ons Vs = ()Ven eks = IP

Vir stap op: Vs > Vp dus Ns>Np en eks<Ip

Vir aftrede: Vs <Vp dus Ns < Np en eks > Ekp

Primêre en Sekondêre spoel in 'n transformator

transformator
Primêre en sekondêre wikkeling
Beeldkrediet: anoniem, Transformer3d kolCC BY-SA 3.0

Bogenoemde verband is gebaseer op sommige aannames, soos volg:

  • Dieselfde vloed skakel primêr en sekondêr sonder enige vloedlek.
  • Die sekondêre stroom is klein.
  • Primêre weerstand en stroom is weglaatbaar.

Gevolglik kan transformatordoeltreffendheid nie 100% wees nie. Alhoewel 'n goed ontwerpte een 'n doeltreffendheid van tot 95% kan hê. Vir hoër doeltreffendheid moet die belangrikste vier redes vir energieverlies daarin in gedagte gehou word.

Oorsaak van transformator-energieverlies:

  • Flux lekkasie: Daar is altyd 'n mate van vloedlekkasie, aangesien dit byna onmoontlik is vir al die vloed van primêre om sonder enige lekkasie na die sekondêre deur te gaan.
  • Eddy strome: Die wisselende magnetiese vloed sal wervelstrome in die ysterkern induseer, wat verhitting en dus energieverlies kan veroorsaak. Dit kan tot die minimum beperk word deur 'n gelamineerde ysterkern te gebruik.
  • Weerstand in die wikkeling: Energie gaan verlore in die vorm van hitte-afvoer deur die drade, maar kan tot die minimum beperk word deur die gebruik van betreklik dik drade.
  • Histerese: Wanneer die magnetisering van die kern herhaaldelik deur 'n wisselende magnetiese veld omgekeer word, lei dit tot uitgawes of verlies van energie deur die opwekking van hitte binne die kern. Dit kan verminder word deur materiaal te gebruik wat minder magnetiese histereseverlies het.

Ons gaan studeer oor Eddy huidiges en Magnetiese histerese in besonderhede in die verdere afdelings.

Vir meer elektroniese verwante studiemateriaal kliek hier

Scroll na bo