Як працює понижуючий трансформатор

Для побутових цілей в основному використовується напруга 220, 380 В. Однак, мало електроприладів розраховане на цю величину. Телевізори, телефони, комп'ютери мають свої номінали. Щоб забезпечити нормальну роботу електроприладів, використовуються трансформатори. Промисловість випускає величезний асортимент цих пристроїв. Розберемося, як вибрати потрібний.

пристрій трансформатора

Саме слово «трансформатор» наводить на думку трансформувати, видозмінювати. Чим він, по суті, і займається. Він змінює одну величину на іншу. Вони використовуються для зміни величин напруги, струмів, узгодження опору і гальванічної розв'язки. Це пристрій може працювати тільки зі змінним струмом. Якщо є постійний струм, то він повинен бути переривчастим або пульсуючим. За родом напруги можна виділити наступні групи:

• трансформатор
• імпульсний трансформатор

Трансформатор – електричний пристрій, складається з сердечника, виконаного з магнітомягкого матеріалу. Раніше використовувалися литі сердечники, сьогодні їх збирають з пластин. Пластини стягуються болтами або кожухом. Матеріал і спосіб виготовлення дозволяють боротися з вихровими струмами, що підвищує ККД. Сучасні трансформатори мають високий ККД, що дозволяє майже повністю передавати енергію від первинної котушки.

обмотка – інший компонент. Вона являє собою намотаний на каркас (або без нього) провід. Матеріал дроту може бути різним. Первинна намотування ретельно ізолюється від вторинних, щоб не відбулася гальванічна передача напруги. Це коли струм з джерела живлення відразу потрапляє на вихід. З підключення обмотки бувають двох типів:

Якщо до котушки підводиться струм, вона первинна, якщо відводиться – вторинна. Наприклад, та, що підключається до мережі, буде первинна, а та, з якої йде харчування на електроприлад – вторинна. Первинна обмотка завжди одна (мова йде про однофазних, є ще багатофазні, найчастіше 3-х фазні), а вторинних може бути скільки завгодно. Всі котушки надягають на сердечник. Залежно від того, як вони надягають, трансформатори підрозділяються на:

Визначити тип легко. Якщо зв'язок між котушками здійснюється через стрижень муздрамтеатру, то це стрижневий тип. Припустимо, первинна знаходиться на одному сердечнику магнітопровода, а вторинна на іншому. Якщо зв'язок здійснюється безпосередньо, все обмотки зібрані на одному сердечнику, то це броньовий. Однак, якщо у броньового трансформатора прибрати сердечник, тоді знизиться ККД, та й називатися вже буде не трансформатором, а котушкою.

Кінці всіх обмоток виводяться на корпус і закріплюються, утворюючи клеми під різьбове з'єднання або пайку. У малогабаритних таке з'єднання може бути відсутнім. В такому випадку у них виходять ізольовані проводи, з якими і здійснюється з'єднання.

розрахунок обмоток

Як працює вся ця конструкція? Не вдаючись в подробиці, можна сказати, що котушка – це електромагніт. Магнітне поле через магнітопровід або безпосередньо передається на іншу котушку, де і створюється електрику. Чим більше витків в котушці, тим більше магнітне поле створюється.

За спеціальною формулою вираховується, скільки витків намотується, щоб отримати 1 вольт напруги. Знаючи це співвідношення, можна вирахувати, скільки витків необхідно мати. Припустимо, на 1 вольт доводиться 27,567 витків. Тоді, щоб підключити цю обмотку, до напруги 220 в необхідно намотати (27,567 витків множимо на 220 в і отримуємо) 6064,74 витка. Така ж формула використовується і для вторинної. Припустимо, на виході потрібно 12 В. Тоді 27,567 витків множимо на 12 і отримуємо 330 витків.

Первинна може містити більше або менше витків, ніж вторинна. У зв'язку з цим їх визначають як:

Якщо на первинну подається більша напруга, ніж на вторинну, то це понижуючий, він знижує напруга, наприклад, з 220 в до 12 в. Якщо, навпаки, на виході напруга вище, ніж на вході, то це підвищує. Наприклад, в Америці в мережі 110 в, тому, щоб підключити електробритву європейського виробництва, буде потрібно пристрій який перетворює 110 вольт в звичні 220 в.

Потужність визначається сумою навантажень на всі вторинні обмотки. Після чого обчислюється перетин дроту первинної і вторинних обмоток. Від перетину дроту залежить струм, який буде проходити по обмоткам.

вибір трансформатора

Як правило, на обмотку приклеюється наклейка, Де вказані показники пристрою. У неї зазвичай входять первинні і вторинні напруги, потужність, може вказуватися ток, схема підключення. Рекомендується вибирати трансформатор так, щоб він був завантажений на 50 – 70% по потужності, тоді його ККД буде максимальним.

На маркуванні вказані напруги холостого ходу, коли навантаження дорівнює нулю. При навантаженні напруга падає на 5-10%, іноді це необхідно враховувати.