Еднофазният трансформатор е електрическо устройство, което приема еднофазно променливотоково захранване и извежда еднофазен променлив ток. Това се използва при разпределението на мощност в извънградски райони, тъй като общото търсене и свързаните с това разходи са по-ниски от трифазния разпределителен трансформатор. Те се използват като понижаващ трансформатор за намаляване на домашното напрежение до подходяща стойност без промяна в честотата. Поради тази причина той често се използва мощност електронна уреди в резиденции. Тази статия разглежда общ преглед на еднофазен трансформатор.
Какво е еднофазен трансформатор?
Определение: ДА СЕ трансформатор е устройство, което преобразува магнитната енергия в електрическа. Състои се от две електрически намотки, наречени като първична намотка и вторична намотка. Основното ликвидация на трансформатор получава мощност, докато вторичната намотка доставя мощност. Магнитна железна верига, наречена 'сърцевина', обикновено се използва за увиване около тези намотки. Въпреки че тези две намотки са електрически изолирани, те са магнитно свързани.
Електрически ток, когато преминава през първичната част на трансформатор, тогава се създава магнитно поле, което индуцира напрежение във вторичната част на трансформатора. Въз основа на вида на приложението, еднофазният трансформатор се използва за увеличаване или понижаване на напрежението на изхода. Този трансформатор обикновено е силов трансформатор с висока ефективност и ниски загуби. Диаграмата на еднофазния трансформатор е показана по-долу.
еднофазен трансформатор
Принцип на еднофазен трансформатор
Еднофазният трансформатор работи на принципа на Законът на Фарадей за електромагнитната индукция . Обикновено взаимната индукция между първичната и вторичната намотки е отговорна за работата на трансформатора в електрически трансформатор.
Работа на еднофазен трансформатор
Трансформаторът е статично устройство, което предава електрическа мощност в една верига в друга верига със същата честота. Състои се от първични и вторични намотки. Този трансформатор работи на принципа на взаимната индуктивност.
Когато първичната част на трансформатора е свързана към променливотоково захранване, токът протича в бобината и се натрупва магнитно поле. Това състояние е известно като взаимна индуктивност и потокът на ток е съгласно Закона на Фарадей за електромагнитната индукция. Тъй като токът се увеличава от нула до максималната си стойност, магнитното поле се засилва и се дава от dɸ / dt.
Този електромагнит образува магнитните силови линии и се разширява навън от намотката, образувайки път на магнитен поток. Завоите на двете намотки се свързват от този магнитен поток. Силата на магнитното поле, генерирано в сърцевината, зависи от броя на завоите в намотката и количеството ток. Магнитният поток и токът са право пропорционални един на друг.
работещ на еднофазен трансформатор
Източник: Wikimedia
Тъй като магнитните линии на потока текат около сърцевината, тя преминава през вторичната намотка, предизвиквайки напрежение върху нея. Законът на Фарадей се използва за определяне на напрежението, индуцирано върху вторичната намотка и се дава от:
N. dɸ / dt
където,
‘N’ е броят на завъртанията на бобината
Честотата е еднаква в първичната и вторичната намотки.
По този начин можем да кажем, че индуцираното напрежение е еднакво и в двете намотки, тъй като един и същ магнитен поток свързва двете намотки заедно. Също така, общото индуцирано напрежение е право пропорционално на броя на завъртанията в бобината.
Нека приемем, че първичната и вторичната намотки на трансформатора имат единични завъртания на всеки. Ако не се приемат загуби, токът протича през намотката, за да произведе магнитен поток и да индуцира напрежение от един волт през вторичния.
Поради захранването с променлив ток магнитният поток варира синусоидално и се дава от,
ɸ = ɸмаксБез ωt
Връзката между индуцираната emf, E в намотките на бобината на N завъртания се дава от,
E = N (d∅) / dt
E = N * ω * ɸмаксcosωtφ
Emax = Nωɸмакс
Erms = Nω / √2 * ɸмакс= 2π / √2 * f * N * ɸмакс
Erms = 4.44 fNɸмакс
Където,
‘F’ е честотата в херци, дадена от ω / 2π.
‘N’ е броят на намотките на бобината
‘ɸ’ е количеството на потока в Webers
Горното уравнение е трансформаторно уравнение на ЕМП. За emf на първична намотка на трансформатор E, N ще бъде броят на първичните завои (NP), докато за emf, E на вторична намотка на трансформатор, броят на завъртанията, N ще бъде (NS).
Изграждане на еднофазен трансформатор
Един прост еднофазен трансформатор има всяка намотка, която е навита цилиндрично по мек железен крайник поотделно, за да осигури необходимата магнитна верига, която обикновено се нарича „сърцевина на трансформатора“. Той предлага път за потока на магнитното поле за индуциране на напрежение между две намотки.
Както се вижда на фигурата по-горе, двете намотки не са достатъчно близки, за да имат ефективно магнитно свързване. По този начин, сближаването и увеличаването на магнитната верига в близост до намотките може да подобри магнитната връзка между първичната и вторичната намотки. За предотвратяване на загубите на мощност от сърцевината се използват тънки стоманени ламинирания.
Въз основа на начина на навиване на намотките около централната стоманена ламинирана сърцевина, конструкцията на трансформатора е разделена на два типа
Ядрен тип трансформатор
При този тип конструкция само половината от намотките се навиват цилиндрично около всеки крак на трансформатор, за да се подобри магнитното свързване, както е показано на фигурата по-долу. Този тип конструкция гарантира, че магнитните силови линии протичат едновременно през двете намотки. Основният недостатък на ядрения трансформатор е потокът от изтичане, който възниква поради потока на малка част от магнитните силови линии извън сърцевината.
ядрен тип-трансформатор
Трансформатор от тип черупка
При този тип трансформаторна конструкция първичната и вторичната намотки са разположени цилиндрично върху централния крайник, което води до двойно по-голямо напречно сечение от външните крайници. В този тип конструкция има две затворени магнитни пътеки и външният крайник има магнитния поток ɸ / 2, протичащ. Трансформаторът тип черупка преодолява потока от течове, намалява загубите в сърцевината и увеличава ефективността.
еднофазен трансформатор-черупков тип
Приложения
Приложенията на еднофазен трансформатор са споменати по-долу.
- Да се оттеглят сигнали за дълги разстояния, за да поддържат както жилищни, така и леки търговски електронни устройства
- В телевизори за регулиране на напрежението
- За увеличаване на мощността в домашните инвертори
- За захранване на извънградски райони
- За да се изолират електрически две вериги, като първичната и вторичната се поставят далеч една от друга
Често задавани въпроси
1). Какво означава еднофазна?
Еднофазна система или верига, която генерира или използва единично променливо напрежение
2). Използват ли къщите еднофазно захранване?
Като цяло домовете се доставят с еднофазно захранване
3). На кои принципи работи еднофазният трансформатор?
Законът на Фарадей на електромагнитната индукция и взаимната индукция
4). Какво представлява трансформаторът “Turns Ratio”?
NP / NS = VP / VS = n = съотношение на оборотите
5). Дайте две приложения на еднофазен трансформатор
- В телевизори за регулиране на напрежението
- За увеличаване на мощността в домашните инвертори
По този начин еднофазен трансформатор е подходящ за по-леки електрически устройства. По-евтино е и е много предпочитано да се захранва с енергия извън градските райони. Тази статия подчертава принципът на работа на трансформатора , конструкция и приложения на еднофазен трансформатор. Читателят може да научи задълбочено за еднофазния трансформатор от тази статия.
