Ο μετασχηματιστής σάς επιτρέπει να αυξάνετε την τάση λόγω απώλειας ισχύος ρεύματος ή αντίστροφα. Σε όλες τις περιπτώσεις, εφαρμόζεται ο νόμος εξοικονόμησης ενέργειας, αλλά μερικές από αυτές αναπόφευκτα μετατρέπονται σε θερμότητα. Επομένως, η απόδοση του μετασχηματιστή, αν και συνήθως πλησιάζει την ενότητα, είναι μικρότερη από αυτήν.
Οδηγίες
Βήμα 1
Ο μετασχηματιστής βασίζεται σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Όταν ένας αγωγός εκτίθεται σε ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο, προκύπτει τάση στα άκρα αυτού του αγωγού, η οποία αντιστοιχεί στο πρώτο παράγωγο της αλλαγής σε αυτό το πεδίο. Έτσι, όταν το πεδίο είναι σταθερό, δεν προκύπτει τάση στα άκρα του αγωγού. Αυτή η τάση είναι πολύ μικρή, αλλά μπορεί να αυξηθεί. Για να γίνει αυτό, αντί για έναν ευθύ αγωγό, αρκεί να χρησιμοποιήσετε ένα πηνίο που αποτελείται από τον επιθυμητό αριθμό στροφών. Δεδομένου ότι οι στροφές συνδέονται σε σειρά, οι τάσεις μεταξύ τους αθροίζονται. Επομένως, με άλλα πράγματα να είναι ίδια, η τάση θα είναι μεγαλύτερη από μία στροφή ή έναν ευθύ αγωγό στον αριθμό φορών που αντιστοιχεί στον αριθμό στροφών.
Βήμα 2
Μπορείτε να δημιουργήσετε ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο με διαφορετικούς τρόπους. Για παράδειγμα, η περιστροφή ενός μαγνήτη δίπλα στο πηνίο θα δημιουργήσει μια γεννήτρια. Στον μετασχηματιστή, για αυτό, χρησιμοποιείται μια άλλη περιέλιξη, που ονομάζεται πρωτεύουσα περιέλιξη, και εφαρμόζεται τάση με τη μία ή την άλλη μορφή. Μια τάση προκύπτει στη δευτερεύουσα περιέλιξη, το σχήμα της οποίας αντιστοιχεί στο πρώτο παράγωγο της κυματομορφής τάσης στην πρωτεύουσα περιέλιξη. Εάν η τάση στο πρωτεύον τύλιγμα αλλάξει με ημιτονοειδές τρόπο, στο δευτερεύον θα αλλάξει με συνημίτονο τρόπο. Ο λόγος μετασχηματισμού (δεν πρέπει να συγχέεται με την απόδοση) αντιστοιχεί στην αναλογία του αριθμού των στροφών των περιελίξεων. Μπορεί να είναι μικρότερο ή μεγαλύτερο από ένα. Στην πρώτη περίπτωση, ο μετασχηματιστής θα είναι κατεβασμένος, στη δεύτερη - βήμα προς τα πάνω. Ο αριθμός στροφών ανά βολτ (ο λεγόμενος "αριθμός στροφών ανά βολτ") είναι ο ίδιος για όλες τις περιελίξεις μετασχηματιστών. Για μετασχηματιστές συχνότητας ισχύος, είναι τουλάχιστον 10, διαφορετικά η απόδοση μειώνεται και η θέρμανση αυξάνεται.
Βήμα 3
Η μαγνητική διαπερατότητα του αέρα είναι πολύ χαμηλή, επομένως, οι μετασχηματιστές χωρίς κόκαλο χρησιμοποιούνται μόνο όταν λειτουργούν σε πολύ υψηλές συχνότητες. Σε μετασχηματιστές βιομηχανικής συχνότητας, έχουν χρησιμοποιηθεί πυρήνες από χαλύβδινες πλάκες καλυμμένες με διηλεκτρικό στρώμα. Εξαιτίας αυτού, οι πλάκες είναι ηλεκτρικά απομονωμένες μεταξύ τους και δεν δημιουργούνται ρεύματα, τα οποία μπορούν να μειώσουν την απόδοση και να αυξήσουν τη θέρμανση. Σε μετασχηματιστές εναλλασσόμενων τροφοδοτικών που λειτουργούν σε αυξημένες συχνότητες, αυτοί οι πυρήνες δεν ισχύουν, καθώς μπορούν να εμφανιστούν σημαντικά ρεύματα διόδου σε κάθε μεμονωμένη πλάκα και η μαγνητική διαπερατότητα είναι υπερβολική. Οι πυρήνες φερρίτη χρησιμοποιούνται εδώ - διηλεκτρικά με μαγνητικές ιδιότητες.
Βήμα 4
Οι απώλειες στον μετασχηματιστή, οι οποίες μειώνουν την αποτελεσματικότητά του, προκύπτουν λόγω της εκπομπής εναλλασσόμενου ηλεκτρομαγνητικού πεδίου από αυτόν, μικρών ριωδών ρευμάτων που εξακολουθούν να εμφανίζονται στον πυρήνα παρά τα μέτρα που έχουν ληφθεί για την καταστολή τους, καθώς και την παρουσία ενεργού αντίστασης στο περιελίξεις. Όλοι αυτοί οι παράγοντες, εκτός από τον πρώτο, οδηγούν στη θέρμανση του μετασχηματιστή. Η ενεργή αντίσταση της περιέλιξης πρέπει να είναι αμελητέα σε σύγκριση με την εσωτερική αντίσταση του τροφοδοτικού ή του φορτίου. Επομένως, όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα μέσω της περιέλιξης και όσο χαμηλότερη είναι η τάση που διασχίζει, τόσο πιο παχύ είναι το καλώδιο για αυτό.
