Информации

Основи на трансформаторот

Основи на трансформаторот

Трансформаторите се широко користени во сите гранки на електрониката. Една од нивните најпознати употреби е во апликациите за напојување каде што се користат за трансформација на работен напон од една во друга вредност. Тие исто така служат за изолирање на колото на излезот од директна врска со примарното коло. На овој начин тие пренесуваат енергија од едно во друго коло без директна врска.

Многу големи трансформатори се користат на Националната мрежа за промена на напонските линии помеѓу различните потребни вредности. Како и да е, трансформаторите за радиоаматер или ентузијасти во домот најчесто се гледаат во напојувањето. Трансформаторите исто така се широко користени во други кола од аудио до радиофреквенции каде што нивните својства се широко користени за спојување на различни фази во рамките на опремата.

Што е трансформатор?

Основен трансформатор се состои од две намотки. Овие се познати како примарни и секундарни. Во суштина, моќта влегува во основното, а остава во секундарното. Некои трансформатори имаат повеќе намотки, но основата на работата е сè уште иста.

Постојат два главни ефекти кои се користат во трансформаторот и обата се однесуваат на струјното и магнетното поле. Во првиот е откриено дека струја што тече во жица поставува магнетно поле околу неа. Големината на ова поле е пропорционална на струјата што тече во жицата. Исто така, откриено е дека ако жицата е намотана во серпентина, тогаш магнетното поле е зголемено. Ако ова електрично генерирано магнетно поле се постави во постоечко поле, тогаш ќе се изврши сила врз жицата што ја носи струјата на ист начин како што двајца фиксни магнети поставени блиску еден до друг или ќе се привлечат или одбијат едни со други. Токму овој феномен се користи во електрични мотори, броила и голем број други електрични единици.

Вториот ефект е дека е откриено дека ако се смени магнетно поле околу спроводникот, тогаш електричната струја ќе биде индуцирана во спроводникот. Еден пример за ова може да се случи ако еден магнет се премести близу до жица или серпентина. Под овие околности ќе се предизвика електрична струја, но само кога магнетот се движи.

Комбинацијата на двата ефекти се јавува кога две жици или две калеми се ставаат заедно. Кога струјата ја менува својата големина во првата, ова ќе резултира со промена на магнетниот флукс, а тоа пак ќе резултира во индукција на струја во втората. Ова е основниот концепт зад трансформаторот и може да се види дека тој ќе работи само кога променлива или наизменична струја поминува низ влезното или примарното коло.

Однос на вртења на трансформаторот

За да тече струја, мора да има ЕМП (електро-моторна сила). Оваа потенцијална разлика или напон на излезот зависи од односот на вртењата во трансформаторот. Откриено е дека ако има повеќе вртења во основното од секундарното, тогаш напонот на влезот ќе биде поголем од излезот и обратно. Всушност, напонот лесно може да се пресмета од познавањето на односот на врти:

Ес = нс
Еп нп

Каде
Еп е примарен ЕМФ
Ес е секундарен ЕМФ
np е бројот на вртења на основното
ns е бројот на вртења на секундарното

Ако односот на вртења ns / np е поголем од еден, тогаш трансформаторот ќе даде поголем напон на излезот од влезот и се вели дека е чекор погоре трансформатор. Слично на тоа, оној со коефициент на вртења помал од еден е трансформатор со чекор надолу.

Односи на напон и струја низ трансформаторот

Постојат низа други фактори кои можат лесно да се пресметаат. Првиот е односот на влезните и излезните струи и напони. Бидејќи влезната моќност е еднаква на излезната моќност, можно е да се пресметаат напон или струја ако другите три вредности се користат со едноставната формула прикажана подолу. Овој факт не ги зема предвид сите загуби во трансформаторот што за среќа може да се игнорираат за повеќето пресметки.

Vp x Ip = Vs x Is

На пример, земете го случајот во мрежен трансформатор кој дава 25 волти на еден засилувач. Со влезен напон од 250 волти, ова значи дека влезната струја е само една десетина од засилувачот.

За некои трансформатори бројот на вртења на примарниот ќе биде ист како оној на секундарниот, а струјата и напонот на влезот ќе бидат исти како и на излезот. Меѓутоа, кога односот на вртења не е 1: 1, односот на напон и струја ќе бидат различни на влезот и излезот. Од едноставната врска прикажана погоре, ќе се види дека односот на напонот кон струјата се менува помеѓу влезот и излезот. На пример, трансформаторот со сооднос на вртења од 2: 1 може да има влез од 20 волти со струја од 1 засилувач, додека на излезот напонот ќе биде 10 волти на 2 ампери. Бидејќи односот на напон и струја ја одредува импедансата, може да се види дека трансформаторот може да се користи за промена на импедансата помеѓу влезот и излезот. Всушност, импедансата варира во зависност од квадратот на односот на врти, како што се гледа од:

Зп = np2
Zs ns2

Во употреба

Трансформаторите се широко користени во многу апликации во радио и електроника. Една од нивните главни апликации е во мрежните напојувања. Тука трансформаторот се користи за промена на влезниот напон во мрежата (околу 240 V во многу земји, и 110V во многу други) во потребниот напон за напојување на опремата. Со најголемиот дел од денешната опрема што се користи технологија за полупроводници, напоните што се потребни се многу пониски од влезната мрежа. Покрај ова, трансформаторот го изолира снабдувањето на секундарното од електричната мрежа и со тоа го прави секундарното напојување многу побезбедно. Доколку снабдувањето се преземеше директно од електричната мрежа, тогаш ќе имаше многу поголем ризик од електричен удар.

Трансформатор за напојување како оној што се користи во напојувањето обично е намотан на железно јадро. Ова се користи за концентрација на магнетното поле и обезбедувањето на спојување помеѓу примарното и секундарното е многу затегнато. На овој начин ефикасноста се одржува што е можно повисоко. Сепак, многу е важно да се осигура дека ова јадро не дејствува како ликвидација во една насока. За да се спречи ова, деловите на јадрото се изолирани едни од други. Всушност, јадрото е составено од неколку плочи, секоја меѓуповрзана, но изолирана едни од други, како што е прикажано.

Двете намотки на трансформаторот за напојување се добро изолирани едни од други. Ова спречува каква било веројатност секундарното намотување да стане живо.

Иако една од најголемите употреби на трансформаторите што ќе ја сретне хобистот е за трансформација на напонот на напојувањето или мрежата на ново ниво, тие исто така имаат различни други апликации за кои можат да се користат. Кога се користеа вентилите, тие беа широко користени во аудио апликациите за да овозможат звучниците со мала импеданса да се водат од вентилските кола кои имаат релативно висока излезна импеданса. Тие се користат и за апликации на радиофреквенции. Фактот дека тие можат да ги изолираат компонентите на директната струја на сигналот, да дејствуваат како трансформатори на импеданса и како подесени кола сè во едно значи дека тие се витален елемент во многу кола. Во многу преносни приемници, овие IF трансформатори обезбедуваат селективност за приемникот. Во прикажаниот пример може да се види дека основното место на трансформаторот е наместено со употреба на кондензатор за да се донесе до резонанца. Прилагодувањето на резонантната фреквенција нормално се врши со помош на јадро што може да се навртува и излегува за да се разликува количината на индуктивност на серпентина. Трансформаторот исто така одговара на повисоката импеданса на колекционата фаза од претходната фаза со долната импеданса на следната фаза. Исто така, служи за изолирање на различните напони во стабилна состојба на колекторот од претходната фаза од основата на следната фаза. Ако двата кола не беа изолирани едни од други, условите за пристрасност на ДЦ за двата транзистори ќе беа нарушени и ниту едната ниту другата етапа нема да работи правилно. Со користење на трансформатор, фазите можат да се поврзат за сигнали наизменична струја, додека сеуште се одржуваат условите за пристрасност на ДЦ.

Резиме

Трансформаторот е непроценлива компонента во денешната електронска сцена. И покрај фактот дека интегралните кола и другите полупроводнички уреди се чини дека се користат во сè поголеми количини, не постои замена за трансформаторот. Фактот дека е во состојба да изолира и пренесува енергија од едно во друго коло додека ја менува импедансата, осигурува дека е уникатно поставено како алатка за дизајнерите на електроника.


Погледнете го видеото: Невозможное 2012. Lo imposible. Фильм в HD (Ноември 2021).