Безындуктивный трансформатор: Согласование антенн при помощи четвертьволнового трансформатора. Самодельные широкополосные симметрирующие дроссели и трансформаторы на ферритовых трубках Антенный согласующий трансформатор — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Согласование антенн при помощи четвертьволнового трансформатора. Самодельные широкополосные симметрирующие дроссели и трансформаторы на ферритовых трубках Антенный согласующий трансформатор

Согласующий трансформатор — электротехническое устройство, обеспечивающее передачу или преобразование полезного гармонического сигнала различной частоты с минимальными искажениями и потерей мощности. Такой результат становится возможным только благодаря точному согласованию полного сопротивления (импеданса) источника сигнала и нагрузки или отдельных каскадов электронных схем.

Известно, что минимизировать потери электрических сигналов при передаче потребителю можно только тогда, когда его полное сопротивление соответствует внутреннему сопротивлению источника. Это правило действует для всех схем — многокаскадных электронных устройств, при подключении нагрузки к усилителям или подаче на них сигнала, например, от звукоснимателя или микрофона.

Основное назначение согласующего трансформатора связано именно с необходимостью масштабирования сопротивления источника и нагрузки.

При этом само непосредственное изменение показателей силы тока и напряжения не имеет значения. Применяются такие приборы тогда, когда требуется подключение нагрузки, не соответствующей по сопротивлению допустимым значениям для источника сигнала.

При подключении к первичной обмотке трансформатора источника переменного тока за счет сердечника магнитный поток, который охватывает и вторичную обмотку устройства. При этом индуцируется электродвижущая сила, которая и обеспечивает появление в цепи тока при подключении нагрузки. Благодаря этому осуществляется передача энергии или сигнала без непосредственной электрической связи между обмотками.

Чтобы обеспечить согласование нагрузки и источника по сопротивлению, соотношение числа витков во вторичной обмотке к первичной должно равняться квадратному корню отношения сопротивления нагрузки и источника сигнала. Только в этом случае можно обеспечить передачу без лишних потерь энергии и искажений.

Передача энергии между обмотками в трансформаторах осуществляется за счет воздействия создаваемого магнитного поля. В зависимости от типа согласующего устройства оно может иметь разную конструкцию:

Для обмоток применяют изолированный медный провод круглого сечения, диаметр которого подбирается на основании расчета. Допускается и намотка проводниками прямоугольной формы, но только при сечении более 5 мм2. В качестве дополнительной изоляции применяется нанесение 2 слоев специального лака.

Необходимость подобного масштабирования сопротивления существует практически во всех областях, связанных с передачей электрических сигналов и энергии. Но наибольшее применение согласующие трансформаторы получили в следующих сферах:

На этом область применения не ограничивается. Так, даже обычный сварочный трансформатор в какой-то степени можно считать согласующим, что обусловлено требованиями к величине нагрузки на электрические сети.

Наибольшее применение на практике получил звуковой согласующий трансформатор входного и выходного типов.

Для усилителей на транзисторной элементной базе используют устройства серии ТОТ (оконечный транзисторный), а на ламповых элементах ТОЛ (оконечный ламповый).

В качестве входных получила применение серия ТВТ (входной транзисторный).

Для антенны применяют устройства тороидального типа на ферромагнитных кольцах или конусах необходимого диаметра. Отметим, что для таких трансформаторов не обязательна сплошная намотка по сечению магнитопровода. Достаточно провести через внутреннюю часть прямые проводники, что позволяет сэкономить на производстве за счет уменьшения потребности в электротехнических материалах.

Отметим, что каждая серия устройств предназначена для определенных условий эксплуатации. В большинстве случаев допустимый температурный диапазон составляет -60/+85°С, атмосферное давление не менее 5 мм рт. ст., но не более 3 атмосфер. Допускается эксплуатация при относительной влажности до 98 %.

В любом случае при выборе оборудования этого типа необходимо уточнить допустимые эксплуатационные условия.

Особых сложностей и отличий в изготовлении согласующих трансформаторов нет. Технология сходна со сборкой понижающих устройств. Но необходимо соблюдать следующие рекомендации:

Отметим, что самостоятельное изготовление устройств такого типа экономически нецелесообразно. Закупка отдельных комплектующих обойдется дороже. Согласующее устройство с требуемым коэффициентом трансформации по сопротивлению в заводском исполнении обойдется дешевле.

Сегодня, по поводу воскресенья, был в гостях. Недалеко, в почти такой же деревне как моя. И увидел насколько труднее быть радиолюбителем без подсказки более опытных товарищей. Это я не про себя. Несколько нескромно, но моя заслуга в предлагаемом материале в основном перевод с английского. Потому что всё что я предложу известно давно и не раз опубликовано в наших журналах «Радио». Акцент в этот раз будет стоять на слове «просто». Без заумных коэффициентов укорочения и слов типа «импеданс». И намоточные данные катушек приведу. Очень хочется помочь тем, кому по жизни не пришлось слушать курс радиотехники в институте или техникуме. Поразмыслив, решил просто найти проверенную конструкцию.

Конечно же я говорю про «действующих» радиолюбителей, тех, кто пытается проводить радиосвязи несмотря на отсутствие возможностей использовать хорошие антенны. Часто радиолюбителю достаётся место жительства с ограниченным пространством вокруг. Антенна «длинный провод», являясь самой простой, требует пространства (ну раз «длинный») Но бывает что даже полуволновый LW не помещаются по длине. Иногда это только несколько метров от балкона до ближайшего дерева. Тогда используются антенны из провода случайной длины. Отсутствие какого-либо согласования сводит к нолю 40 ватт от UW3DI. Вместе с тем известно, что можно заставить работать даже сильно укороченную антенну. И все знают волшебное слово для этого — «согласующее», и большая часть радиолюбителей его так и воспринимает — как согласователь сопротивлений, точнее импедансов:-(а обещал этого слова не говорить).

Note: О самих антеннах. Есть несколько советов, которые могут улучшить ситуацию. Random-wire это не полная свобода, а вынужденная мера, поэтому учитывать некоторые моменты всё-таки следует.

Понятно, что если антенна получается укороченной, то растягивать её нужно в направлении куда возможна её максимальная длина. Изгибы и повороты нежелательны, но не критичны. До тех пор пока провод антенны не пойдёт в обратном направлении. Смысла в таком дополнительном отрезке нет. Высота подвеса должна быть максимально возможной. Если есть возможность поднять горизонтальную часть антенны вверх, то это надо делать сразу при «выходе» проводника наружу. А далее растягивать на всё доступное пространство. «Проход» через окно или стену лучше сделать через фарфоровую (или ВЧ изолятора) трубку. Сам провод должен быть минимального диаметра чтобы он был максимально лёгкий, но выдерживать свой вес. К тому же тонкий провод почти не заметен. Это может быть плюсом с точки зрения хороших отношений с соседями .

Предлагаемая конструкция (или две, если считать SWR meter) — это трансформатор случайного сопротивления случайной длины провода в нужные 50 или 75 ом в зависимости от конструкции передатчика. Подвесив в соответствии со своими возможностями «верёвку» в положении при котором её длина максимальна, а высота от земли на пределе возможного, получаем задачу со множеством неизвестных. Вернее с одним неизвестным, зависящим от множества других: проводимость земли, расстояние до ближайших физических объектов, изменение высоты подвеса по длине антенны и т.д. Никогда нельзя сказать точно какой импеданс и реактивность будет иметь нижний конец провода. В этом состоит основная причина ошибок не очень опытных радиолбителей. Они пытаются угадать сопротивление, применить трансформатор на ферритах или «бинокле» и привести всё к сопротивлению фидера. Между тем главное — не применять фидер и сделать антенну частью настроенного контура. Её импеданс по прежнему остаётся величиной неизвестной. Но есть способ методом последовательных приближений (научного тыка:-) приблизиться к эффективному использованию того что есть. В случае когда мы подключаем антенну (любую) к трансиверу с автотюнером посредством кабеля, тюнер настраивается на волновое сопротивление кабеля и следующей за ним, как следующий вагон в электричке, антенны.

Если длина кабеля определена заранее как волновой повторитель, то тюнер точно будет настраивать выход передатчика на сопротивление антенны. Но не факт, что он при этом «увидит» нужное сопротивление антенны. А если оно еще и неизвестно какое — тогда и результат будет никаким.
Разница между этим, и тем, что будет описано ниже состоит как раз в том что в нашем случае мы действительно «введём» антенну и часть нашего устройства в резонанс, добившись максимального излучения антенны, и при этом добъёмся равенства сопротивлений передатчик-антенна (условия при котором в антенну попадет максимально возможная часть энергии). К сожалению, законов физики никто не отменял, и для использования этого (каждого конкретного) случайной длины провода на различных диапазонах интервала перестройки конденсатора переменной ёмкости (и точки отвода катушки) будет недостаточно. Поэтому в конструкции Левиса МакКоя (Lewis G.McCoy) W1ICP, описанной в книге «ARRL Antenna Anthology», применяется система из базовой конструкции с подключаемыми внешними комбинациями индуктивностей, позволяющая трансформировать «всё во всё».

На фотографии устройство в сборе — со встроенным рефлектометром и две совокупности индуктивностей на разъёме. Как видно, самый главнй элемент — «крокодилы» на гибких проводниках. 🙂 Сразу следует предупредить о соблюдении необходимых мер предосторожности — на «горячем» конце контура может быть высокое напряжение. Не осуществляйте переключения при включенном передатчике. Это опасно в первую очередь для транзисторов выходного каскада. Ну и поберегите ваши пальцы — ВЧ ожог при не соблюдении этих рекомендаций гарантирован.
P.S. Одним из побочных (и очень неприятным) эффектом будет значительно более близкое расположение излучающего элемента к вашему организму, электронным приборам, которым оно, конечно же будет мешать, а так же возможность наводок на предварительные каскады вашего радио. Например, потребуется значительное улучшение защиты от ВЧ наводок микрофонного (или ACC входа при работе RTTY/PSK/SSTV)
А справа эквивалентные схемы включения для различных вариантов LW. Вариант А лучше использовать при длине провода антенны соизмеримой с длиной волны, варианты В и C для сильно укороченных антенн.

Такая гибкая схема и реверсирование включения позволяет эффективно запитывать любые длины в диапазонах от 80 до 10 метров. Обратите внимание на слово «запитывать». Это не эквивалент слова «излучать». Хотя это всё равно лучший способ использования антенн LW не кратной полуволне длины.

Вот еще более простая эквивалентная схема идеи, которую я успешно использовал сразу после армии, еще не имея радиотехнического образования. Все сведения были почерпнуты из популярной книги «Радио — это очень просто» 🙂 Тогда моё радио состояло из Р-250 и армейского легендарного передатчика РСБ-5. Антенна, конечно же, длинный провод неизвестной длины из окна до дерева на другой стороне дороги. Согласно указанного выше источника, сопротивление паралельного колебательного контура изменяется от 0 в точке «земля» до неизвестного, но максимума в верхней точке. Подбирая точку включения антенны можно найти наилучшие условия — равенство сопротивления антенны и части контура:-), а вторая точка подключения — нижняя — подключение передатчика. И задача облегчается тем, что его выходное сопротивление известно — 50 ом. Стало быть она будет расположена значительно ниже по телу катушки контура:-) Это теперь я знаю, что это называется автотрансформатор:-)
Но как бы то ни было, если в хозяйстве сохранился вариометр и конденсатор переменной ёмкости от РСБ-5 (а конденсатор хорош тем, что имеет на оси переключатель, который при повороте более чем на 180 градусов подключает параллельно пластинам постоянную ёмкость), с использованием двух гибких проводников (выпотрошенная оплетка от любого кабеля) и тонкогубых «крокодилов», то это может быть использовано в качестве высокоэффективного автотрансформатора. Вернее двух автотрансформаторов. Но если есть желание повторить конструкцию один к одному, по автору, то продолжаю. Вот рисунок (схема) основной конструкции. Её основа — встроенный КСВ-метр и панель с контактной планкой (разъём одна «мама» три «папы») на пять контактов. В этом месте я бы сделал отступление от конструкции и использовал керамические галетные переключатели типа тех, что стоят в UW3DI или аналогичных. С точки зрения удобства пользования (и сохранности формы катушек:-) несравненно лучше. Как я уже упоминал выше, при использовании одного или двух диапазонов от этого узла можно отказаться вовсе. И если у вас есть достаточно надёжный КСВ-метр, то встроенный также можно не делать. Но тем не менее, по автору всё выглядит так:

В варианте А работает чистый трансформатор с индуктивной связью, причём её величину изменить невозможно, что не очень хорошо для системы, перестраиваемой в широком диапазоне значений индуктивности и ёмкости. Настройка осуществляется путем циклический действий: подключение антенны, настройка контура С1L1 в резонанс по максимуму «показометра» напряжённости поля («неонка» или индикатор поля), после этого подстройка входа — С2 по минимуму КСВ. Затем переподключение «крокодила» проводника антенны в другое место и снова настройки и сравнение результатов. Добившись самого хорошего результата, можно зафиксировать точку подключения к катушке краской, рисунком на бумажке:-) или записать номера витка. Может показаться неудобным, но после двух-трёх настроек смена диапазона будет проходить быстро.
В вариантах B и C связь с колебательным контуром, часть которого составляет наш провод неизвестной дины, представляет из себя автотрансформатор. Коммутация осуществляется подключением других планок с индуктивностями и перемычками. Ниже представлены схемы вариантов B и C. Как можно заметить, в схемах с индуктивностями конденсатор переменной ёмкости перемещается из одного конца индуктивности в другой.
В варианте B и С мы видим что это варианты нашего автотрансформатора с различными коэффициентами трансформации (с точки зрения сопротивлений, вариант С это вариант А наоборот). Конденсатор С1 с максимальной ёмкостью от 150 до 300 пф. Катушки L3 и L4 — индуктивности ответвителей в КСВ-метре и поэтому отдельно не рассматриваются. Данные катушек L1 и L2 ниже на рисунке и в тексте (так как они для различных диапазонов разные). Для диапазона 80 и 40 метров они выполнены бескаркасной бифилярной намоткой на изоляционных распорках проводом диаметром 1,5 мм (#14 на американский манер:-) с шагом 3 мм (8 витков на дюйм (25 мм) и диаметром 65 мм. Через один виток провод «продавливается» внутрь катушки для закрепления витков и облегчения подключения к ним «крокодила» . Катушки имеют соответственно 18 и 6 витков с пропусканием одного оборота между собой — вместо одного витка укладывается только его половина (см. рисунок и фото). Это достаточно трудоёмкая часть работы, но выполнить её нужно очень аккуратно, хорошенько натягивая провод и фиксируя витки.
Для диапазонов от 10 до 18 мгц катушки L1 и L2 бескаркасные диаметром 65 мм. L1 содержит 4 витка при длине намотки 36мм (с шагом 9 мм). L2 — один виток с таким же шагом. Она расплогается на расстоянии 13 мм от L1. В диапазонах от 21 до 28 мгц L1 имеет два витка, а L2 также имеет один виток такого же диаметра и на таком же расстоянии от L1.
Конечно же не обязательно повторять всё один к одному, можно использовать либо часть описанного, либо вообще сделать трансмаш неперестраиваемой нижней частью проводника однодиапазонной антенны, используя внешний КСВ метр. Но при настройке обязательно нужно использовать еще и индикатор напряженности поля. Пусть даже простейший — «неонку» или люминесцентную лампу. То есть секрет прост: используя два инструмента настройки можно получить и резонансную антенну и наилучший КСВ для антенны в виде провода случайной длины. Мне представляется что это очень эффективный способ улучшить качество связи в условиях полевых дней, экспедиций да и в повседневной работе с радио.

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

Известный австралийский радиолюбитель Анедрей Михайлов (VK5MAV/9) в апреле снова едет в Коралловок море. IOTA OC265. Российская кампания, как и ранее, понемногу спонсирует и выпустит HAM plaque «Coral see OC265». На сайте «Most Wanted DX » есть рассказы о предыдущих экспедициях. С фотографиями.

Внук Буратино

Проверяя еще раз выкладки по универсальной антенне для спутниковой связи нашёл вариант исполнения из коаксиального кабеля и на диапазон 435 мгц. Не правда ли очаровательно. Что-то среднее между антенной потерпевшего крушение на необитаемом острове и антенной собранной из пробкового дерева (пробки из винных бутылок). Но я уверен, что работает. И скорее всего параметры такие -же. 🙂 Только видно, что делал или сам столяр-краснодеревщик, или его сын Catterpiller… Или его внук Буратино:-)

На самом деле решена одна из главных проблем при создании квадрифиляров. Если вы читали и смотрели на моём сайте описание этих антенн, то обращали внимание: если элементы не из толстых трубок, то механическая прочность конструкции никакая. На фото ниже моя антенна после падения на землю. Отмечу — на мягкую траву. Садовое покрытие у меня не хуже чем на ЭмиратСтадиум. А эту можно в багажнике возить:-) Такая же, только из железа, стоит на АО-7.

Согласование антенн

при помощи четвертьволнового трансформатора.

Трансформирующие свойства четвертьволновых линий известны давно, но широкого применения они не получили ввиду ряда причин. Попробуем разобраться детально.

Четвертьволновый трансформатор представляет собой отрезок кабеля равный четверти длины волны. Строго говоря это может быть не обязательно кабель, а волновая линия или резонатор типа «желобок», но для КВ будем применять кабель.

https://pandia.ru/text/80/148/images/image002_176.jpg» align=»left»>

Такой трансформатор можно использовать для согласования антенны с фидерной линией. Для примера возьмем широко распространенную антенну (полноразмерную рамку с периметром равным длине волны) — треугольник называемый «дельта» сопротивлением 112 Ом и согласуем с кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом используя в качестве четвертьволнового трансформатора кабель с волновым сопротивлением 75 Ом:

Rн = 75*75/112 = 50,22

Следует сразу оговорить, что согласование при помощи четвертьволнового трансформатора – это однодиапазонный вариант. Расчеты производятся на частоте резонанса антенны, где сопротивление не имеет реактивной составляющей Если антенна позволяет работать на разных диапазонах то для каждого диапазона требуется свой согласователь.

При помощи четвертьволновых трансформаторов легко поясняется принцип полуволнового повторителя. Представим его в виде двух четвертьволновых трансформаторов соединенных последовательно

https://pandia. ru/text/80/148/images/image004_107.jpg» align=»left»>

Если к открытому концу подключить нагрузку с сопротивлением Rа, то сопротивление вдоль линии распределится от нуля до Rа но не линейно, а пропорционально синусоидальной функции, и когда угол изменяется от нуля град. до 90 град. (Пи/2), а это соответствует линейным размерам от закороченного конца до точки подключения нагрузки, то значения синуса изменяются от 0 до 1, а сопротивление от нуля до сопротивления нагрузки. Если подключить фидер к такому трансформатору, то передвигая точку подключения можно найти точку с сопротивлением равным волновому сопротивлению фидера. (См. Рис.4)

Это свойство используется для согласования антенн с фидером. При этом не имеет значения каким кабелем и с каким волновым сопротивлением сделан четвертьволновой трансформатор и каким кабелем выполнена фидерная линия. Они могут иметь разное волновое сопротивление и разный коэффициент укорочения. К сожалению нигде не приводится расчет такого согласования, а даются готовые размеры для конкретного случая. Искать точку подключения экспериментально-неблагодарное занятие. Рассмотрим несколько вариантов.

1. Сопротивление антенны выше волнового сопротивления кабеля.

В этом случае подключаем антенну к открытому концу трансформатора.

https://pandia.ru/text/80/148/images/image007_67.jpg» align=»left»>

Где Ra – сопротивление антенны

Rф — волновое сопротивление фидерной линии

Ку – коэффициент укорочения кабеля трансформатора,

F — частота в МГц.

Довольно трудно найти калькулятор который вычисляет значение арксинуса. Даю ссылку такого калькулятора: http://help-math. narod. ru/ . Для вычислений на таком калькуляторе нужно ввести всю формулу с исходными данными и сделать расчет. Для нашего примера, где

Сопротивление антенны 112 Ом

Фидер 75 Ом

Трансформатор из кабеля с Ку = 0,66

Найдем точку подключения фидера считая от закороченного конца:

L = 150*0.66*arcsin(sqrt(75/112))/3.14/3.6 = 8.39 метра.

Если подставить в формулу равные значения сопротивлений антенны и фидера (к примеру сопротивление фидера равно сопротивлению антенны = 112 Ом),

L = 150*0. 66*arcsin(sqrt(112/112))/3.14/3.6 = 13,75 метра.

Это и есть четверть длины волны.

Четвертьволновый трансформатор имеет еще одно замечательное свойство. При изменении частоты в сторону от резонанса сопротивление антенны приобретает комплексный характер со знаком реактивной составляющей плюс или минус. Сопротивление четвертьволнового трансформатора также становится реактивным, но с противоположным знаком. Это приводит к взаимной компенсации реактивных составляющих и расширению полосы пропускания резонансных антенн до 20%, что очень важно на таких диапазонах как 80 и теперь уже 40 метров.

2. Сопротивление антенны ниже сопротивления кабеля.

В этом случае к открытому концу четвертьволнового трансформатора подключают фидер, а антенну к точке между замкнутым концом трансформатора и фидером.

https://pandia.ru/text/80/148/images/image009_59.jpg» align=»left»>

Остается произвести расчет точки подключения антенны. Расчет проводим практически по той же формуле поменяв местами Rа и Rф:

Хочу выразить благодарность Сергею Макаркину RX3AKT за техническую консультацию и рецензию статьи.

Владислав Кеденко UT4EN

Последние мои публикации, посвященные КВ антеннам, вызвали у многих читателей ряд вопросов о конструкции используемых в них трансформаторов и дросселей.

Этот вопрос хорошо освещен в радиолюбительской литературе и многочисленных статьях и, казалось бы, не требует дальнейших комментариев.

Самодельные широкополосные симметрирующие дроссели и трансформаторы на ферритовых трубках

Ферритовые трансформаторы на ферритовых трубках выполняют сразу несколько функций: трансформируют сопротивление, симметрируют токи в плечах антенны и подавляют синфазный ток в оплетке коаксиального фидера. Наилучшим отечественным ферритовым материалом для широкополосных трансформаторов является феррит марки 600НН, но из него не изготавливали трубчатых сердечников…

Сейчас в продаже появились ферритовые трубки зарубежных фирм с хорошими характеристиками,
в частности FRR-4,5 и FRR-9,5, имеющие размеры dxDxL 4,5x14x27 и 9,5х17,5х35 соответственно. Последние трубки использовались в качестве помехо-подавляющих дросселей на кабелях, соединяющих системные блоки компьютеров с мониторами на электронно-лучевых трубках. Сейчас их массово заменяют на матричные мониторы, а старые выбрасывают вместе с ферритами.

Рис.1. Ферритовые трубки FRR-9,5

Четыре таких трубки, сложенные рядом по две, образуют эквивалент «бинокля», на котором можно разместить обмотки трансформаторов, перекрывающих все КВ диапазоны от 160 до 10 м. Трубки имеют скругленные грани, что исключает повреждения изоляции проводов обмоток. Трубки удобно скрепить вместе, обмотав широким скотчем.

Из различных схем широкополосных трансформаторов я использовал простейшую, с раздельными обмотками, витки которых имеют дополнительную связь за счет плотной скрутки проводников между собой, что позволяет уменьшить индуктивность рассеяния и за счет этого повысить верхнюю границу рабочей полосы частот. Одним витком будем считать провод, продетый через отверстия обеих трубок «бинокля». Половиной витка — провод, продетый через отверстие одной трубки «бинокля». В таблицу
сведены варианты трансформаторов, выполнимых на этих трубках.

В таблицу сведены варианты трансформаторов, выполнимых на этих трубках.

Число витков первичной обмотки	Число витков вторичной обмотки	Коэффициент трансформации напряжений	Коэффициент трансформации сопротивлений	Соотношения сопротивлений при источнике 50 Ом
1	1	1:1	1:1	50:50
1	1,5	1:1.5	1:2.25	50:112.5
1	2	1:2	1:4	50:200
1	2.5	1:2.5	1:6.25	50:312.5
1	3	1:3	1:9	50:450
1	3. 5	1:3.5	1:12.5	50:625
2	1	1:0.5	1:0.25	50:12.5
2	1,5	1:0.75	1:0.56	50:28
2	2	1:1	1:1	50:50
2	2,5	1:1.25	1:1.56	50:78
2	3	1:1,5	1:2,25	50:112,5
2	3,5	1:1,75	1:3	50:150
2	4	1:2	1:4	50:200
2	4,5	1:2,25	1:5	50:250
2	5	1:2,5	1:6,25	50:312.5
2	5,5	1:2,75	1:7,56	50:378
2	6	1:3	1:9	50:450
2	6,5	1:3,25	1:10,56	50:528
2	7	1:3,5	1:12,5	50:625

Как видим, получается весьма широкий выбор соотношения сопротивлений. Трансформатор с коэффициентом 1:1 — подобно дросселю симметрирует токи в плечах антенны и подавляет синфазный ток в оплетке кабеля питания. Прочие трансформаторы в дополнение к этому еще и трансформируют сопротивления. Чем руководствоваться при выборе числа витков? При прочих равных условиях трансформаторы с одновитковой первичной обмоткой имеют примерно в четыре раза более высокую нижнюю границу полосы пропускания по сравнению с двухвитковой, но и верхняя частота полосы пропускания и них значительно выше. Поэтому для трансформаторов, используемых от диапазонов 160 м и 80 м лучше использовать двухвитковые варианты, а от 40 м и выше — одновитковые. Использовать целочисленные значения числа витков предпочтительно, если желательно сохранить симметрию и разнести выводы обмоток на противоположные стороны «бинокля».

Чем выше коэффициент трансформации, тем труднее получить широкую полосу пропускания, поскольку возрастает индуктивность рассеяния обмоток. Компенсировать ее можно путем включения конденсатора параллельно первичной обмотке, подбирая его емкость по минимуму КСВ на верхней рабочей частоте.

Для обмоток я обычно использую провод МГТФ-0,5 или более тонкий, если нужное число витков не умещается в отверстии. Заранее рассчитываю нужную длину провода и отрезаю ее некоторым запасом. Провод первичной и вторичной обмоток плотно скручиваю до намотки на сердечник. Если отверстие феррита не заполнено обмотками, лучше продевать витки в подходящие по диаметру термоусаживаемые трубки, отрезанные по длине «бинокля», которые после завершения намотки усаживаются с помощью фена. Плотное прижатие витков обмоток друг к другу расширяет полосу трансформатора и часто позволяет исключить компенсирующий конденсатор.

Следует иметь в виду, что повышающий трансформатор может работать и как понижающий, с тем же коэффициентом трансформации, если его перевернуть. Обмотки, предназначенные для подключения к низкоомным сопротивлениям, нужно выполнять из экранной «плетёнки» или нескольких проводов, соединенных параллельно.

Проверку трансформатора можно проводить с помощью измерителя КСВ, нагрузив его выход на безиндуктивный резистор соответствующего номинала. Границы полосы определяются по допустимому уровню КСВ, например 1,1. Измерить потери, вносимые трансформатором, можно путем измерения ослабления, вносимого двумя одинаковыми трансформаторами, включенными последовательно, так, чтобы вход и выход имели сопротивление 50 Ом. Результат не забудьте поделить на 2.

Несколько труднее оценить мощностные характеристики трансформатора. Для этого потребуется усилитель и эквивалент нагрузки, способный выдерживать необходимую мощность. Используется та же схема с двумя трансформаторами. Измерение проводится на нижней рабочей частоте. Постепенно поднимая мощность CW и поддерживая ее примерно с минуту, определяем рукой температуру феррита. Уровень, при котором феррит за минуту начинает чуть заметно нагреваться, можно считать максимально допустимым для данного трансформатора. Дело в том, что при работе не на эквивалент нагрузки, а на реальную антенну, имеющую реактивную составляющую входного импеданса, трансформатор передает еще и реактивную мощность, которая может насыщать магнитный сердечник и вызывать дополнительный нагрев.

На рисунках показаны примеры практических конструкций. На рис.5 — трансформатор, имеющий два выхода: на 200 и 300 Ом.

Рис.2. Трансформатор 50:110

Рис.3. Трансформатор 50:200

Рис.4. Трансформатор 50:300

Рис.5. Трансформатор 50:200/300

Трансформаторы можно разместить на подходящего размера печатной плате,
защитив ее от осадков любым практическим способом.

Владислав Щербаков, RU3ARJ

Вопросы согласования входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением фидера, а также симметрирование антенн для радиолюбителей всегда были и остаются актуальными. В последние годы особый интерес проявляется к трансформирующим и согласующим устройствам на ферритовых кольцах. Это связано с тем, что такие устройства могут быть малогабаритными, иметь высокий (до 98 %) КПД. Кроме того, в них не проявляются резонансные свойства при перекрытии частотного интервала в несколько октав (например, от 1 до 30 МГц) что особенно удобно, когда используются многодиапазонные антенны («квадраты», «INVERTED V» , 3-элементный трехдиапазонный «волновой канал» и т. д.).

В таких широкополосных трансформаторах обмотки выполняют в виде двухпроводных длинных линий передачи (на основе коаксиального кабеля или однородных), намотанных на ферритовое кольцо. Такое выполнение обмоток позволяет практически устранить индуктивность рассеивания и уменьшить индуктивность выводов.

Условное обозначение трансформатора на длинных линиях (ТДЛ), принятое в статье, с одной обмоткой из двухпроводной линии приведено на рис. 1.а, с несколькими (в данном случае с двумя) — на рис. 1.б.

На рис. 2 показано включение ТДЛ с коэффициентом трансформации n=1.

Трансформатор состоит из обмотки в виде однородной длинной линии, намотанной на кольцевой ферритовый магнитопровод. Ее электрическая длина P=2пl/L, где l — геометрическая длина линии, L — длина волны (лямбда). Так как при распространении высокочастотной волны токи, протекающие по проводникам линии, равны по значению и противоположны по направлению, то магнитопровод не намагничивается, а это значит, что мощность в феррите практически не теряется. При согласовании вол нового сопротивления линии g с сопротивлениями источника Rг и нагрузки Rн ТДЛ теоретически не имеет нижней и верхней граничных -частот. На практике же максимальная рабочая частота ограничивается из-за индуктивности выводов и излучения линии.

Следует обратить внимание на особенность ТДЛ. которая заключается в наличии двух видов напряжений: противофазного U, действующего между проводниками линии и определяемого мощностью сигнала, и синфазного (или продольного) V, обусловленного асимметрией нагрузки и зависящего от варианта включения трансформатора.

Как образуется синфазное напряжение, действующее между генератором и нагрузкой, т. е. на индуктивности линии Lл, хорошо видно из рис, 3.

Очевидно, что проводники длинной линии шунтируют нагрузку и генератор, если по ним протекают синфазные токи. Введение магнитопровода резко увеличивает индуктивность обмотки, тем самым повышает сопротивление синфазному току и резко уменьшает их шунтирующее действие. В тоже время на распространение волны магнитопровод не оказывает влияния, так как обеспечивается режим бегущей волны (Rг=g=Rи).

Существует несколько способов построения ТДЛ с целочисленным коэффициентом трансформации п. Можно, например, придерживаться следующего правила. Обмотки (их должно быть n) выполняют из равных по электрической длине отрезков двухпроводных линий. Каждую обмотку размещают на отдельном кольцевом магнитопроводе одного типа. Входы линий с повышающей стороны соединяют последовательно, с понижающей — параллельно.

В общем виде схема включения ТДЛ с целочисленным коэффициентом трансформации п показана на рис. 4.

Здесь справедливы соотношения Rг=n2Rн, U1=nU2, g=nRн.

На рис. 5 изображены различные варианты включения ТДЛ.

Можно построить ТДЛ и на одном магнитопроводе, но при этом обязательно соблюдают следующие требования. Во-первых, число витков каждой линии должно быть пропорционально значению синфазного напряжения, действующего между концами этой линии, поскольку обмотки связаны общим магнитным потоком. Во-вторых, геометрические длины всех линий обязательно должны быть одинаковыми. В зависимости от варианта включения ТДЛ может даже случиться, что некоторые линии частично или полностью должны быть размещены не на магнитопроводе.

Чтобы определить число витков в обмотках, необходимо вычислить значения синфазных напряжений Vк на каждой линии.

В ТДЛ с несимметричными входом и выходом (тип НН. рис. 5, а)

в инвертирующем (тип НН, рис. 5, б) Vк=(n-к+1)Uн;

с симметричным входом и несимметричным выходом (тип СН, рис. 5, в)

Vк=(n/2-к)Uн;

с несимметричным входом и симметричным выходом (тип НС, рис. 5, г)

Vк=(n+1/2-к)Uн;

с симметричными входом и выходом (тип СС, рис. 5, д)

Vк=(n/2+t/2-к)Uн.

В формулах n — коэффициент трансформации, к — порядковый номер линии, считая сверху, Uн — напряжение на нагрузке.

Эти же формулы являются исходными. когда определяют отношение числа витков в обмотках, размещаемых на магнитопроводе. Если, например, ТДЛ с коэффициентом трансформации n=3 включают по схеме, изображенной на рис. 5, а, то V1:V2:V3=w1:w2:w3=2:1:0. Из этого следует, что верхнюю по рисунку линию размещают на магни-топроводе полностью (w1), у второй —только половину витков (w2=w1/2), а третья целиком (w3=0) должна находиться пне магнитопровода. Геометрическая длина всех линий одинакова.

При согласовании «волнового канала», имеющего входное сопротивление 18,5 Ом, с 75-омным коаксиальным кабелем с помощью ТДЛ (включен по схеме рис. 5, г) с коэффициентом трансформации 2 соотношение витков обмоток равно w1:w2= (2+1/2-1:(2+1/2-2)=3:1. Это означает, что на магнитопроводе верхняя по рисунку обмотка должна находиться целиком, а у второй — только ее третья часть.

Когда длина линий для обмоток много меньше длины рабочей волны, ТДЛ могут быть упрощены: линии, где синфазные напряжения равны нулю. заменяют перемычкой. В этом случае, например, трехобмоточный ТДЛ (рис. 5, д) преобразуется в двухобмоточный (рис. 6).

Коэффициент передачи ТДЛ зависит от того, насколько волновое сопротивление отлично от оптимального значения и каково при этом соотношение электрической длины линии и длины волны. Если, например, с отличается от требуемого в два раза, то потери в ТДЛ равны 0,45 дБ при длине линии лямбда/8 и 2,6 дБ при лямбда/4. На рис. 7 приведена зависимость коэффициента передачи ТДЛ с n=2 от фазовой длины его линий для трех значений g.

Расчет, приведенный в , показывает, что, если используются линии с оптимальными значениями у, коэффициент стоячей волны в ТДЛ не превышает 1,03 при длине линии лямбда/16 и 1,2 при длине лямбда/8. Отсюда можно сделать вывод, что параметры ТДЛ остаются удовлетворительными при длине двухпроводных линий меньше лямбда/8.

Исходными данными при расчете ТДЛ являются коэффициент трансформации п, вариант включения ТДЛ, нижняя и верхняя границы рабочего диапазона частот (в герцах), максимальная мощность Рmax на нагрузке (в ваттах), сопротивление нагрузки Rн (в омах) и волновое сопротивление фидера g (в омах). Расчет ведут в такой последовательности.

1. Определяют минимальную индуктивность проводника линии Lл (в генри) из условия, что

Lд>>Rг/2fн.

На практике Lл, можно брать в 5…10 раз больше вычисленного отношения Rг к 2fн.

2. Находят число витков w линии на кольце магнитопровода:

где dcp — средний диаметр кольца (в см), S — площадь поперечного сечения магнитопровода (в см 2),u — относительная магнитная проницаемость магнитопровода. 3. Рассчитывают синфазный ток Ic; (в амперах), протекающий по обмотке ТДЛ, на низшей рабочей частоте:

Ic=Vc/2пfнLл,

где Vc — синфазное напряжение на линии, вычисляемое для конкретных вариантов включения в соответствии с вышеприведенными соотношениями.

4. Определяют магнитную индукцию (в теслах) Магнитопровода:

B=4*10 -6 .uIc/dcp.

Магнитопровод выбирают с учетом, чтобы он не насыщался синфазным током (или постоянным, если он есть). Для этого магнитная индукция в магнитопроводе должна быть на порядок меньше индукции насыщения (берут из справочников).

5. Находят Пиковое напряжение Uпик в линии:

где у — КСВ в фидере.

6. Вычисляют эффективное значение тока Iэфф (в амперах):

7. Определяют диаметр d проводов (в миллиметрах) длинной линии:

где J — допустимая плотность тока (в амперах на миллиметр квадратный).

Для ТДЛ антенных согласующих устройств подходят кольцевые (типоразмерами К55Х32Х9, К65Х40Х9) магнитопроводы из ферритов 300ВНС, 200ВНС, 90ВНС, 50ВНС, а также 400НН, 200НН, 100НН. При необходимости магнитопровод может быть составлен из нескольких колец. Нужное волновое сопротивление длинной линии получают, равномерно скручивая между собой (с определенным шагом) проводники (см. таблицу). В случае крестообразного соединения проводов с оказывается ниже, чем когда соединены между собой соседние проводники. Волновое сопротивление линии из нескрученных проводов диаметром 1.5 мм равнялось 86 Ом.

Волновое сопротивление длинной линии в зависимости от шага скрутки и вида соединений

Вид	Шаг скрутки, см
Вид	4	3	2	1	0. 67	0.25
:	70	60	56	44	36	—
I I	45	43	40	33 (32)*	—	—
X	23	22	20	18 (19)*	—	10**

* При диаметре проводов 1 мм.
** При диаметре проводов 0.33 мм.

Чтобы улучшить параметры (в частности, коэффициент асимметрии) и одновременно упростить конструкцию согласующе-трансформирующего узла, применяют последовательное соединение нескольких ТДЛ различного типа.

Для примера по приведенной методике рассчитаем составной ТДЛ с n=2. Он должен согласовать входное сопротивление 12,5 Ом симметричной антенны с коаксиальным кабелем РК-50. Нижняя рабочая частота — 14 МГц. Мощность не превышает 200 Вт. Для ТДЛ предполагается использовать магнитопроводы типоразмером К45Х28Х8 (dcp=3,65 см, S=0,7 см 2) из феррита 100НН (его удельная индукция насыщения — 0,44 Тл/см 2 ).

Пусть первая ступень с коэффициентом трансформации n=2 составного ТДЛ (рис. 8) будет включена по схеме рис. 5, а, а вторая (с n=1) -по схеме рис. 5, г.

Рассчитываем первый ТДЛ.

1. Находим Lл:

Примем Lл равной 13,5 мкГн.

2. Вычисляем число витков обмотки:

Такое число витков двойного толстого провода с трудом можно разместить в окне магнитопровода. Поэтому целесообразно использовать два кольца. В этом случае магнитопровод будет иметь размеры К45Х 28Х16 (S=1.4 см 2). Новое число w:

3. Определяем пиковое напряжение на нагрузке:

4. Находим синфазное напряжение на обмотках в соответствии со схемой включения (рис. 5, а):

V1=(2-1)71=71 В. Поскольку синфазное напряжение на второй обмотке равно 0, то эта обмотка заменяется перемычками (рис. 6).

5. Синфазный ток равен:

6. Вычисляем магнитную индукцию в магнитопроводе:

В=4*10 -6 *100*9*0,06/3,65=59*10 -6 Тл, что значительно меньше индукции насыщения.

Волновое сопротивление линии g1=50 Ом.

Во втором ТДЛ целесообразно применять такие же кольца, как и в первом. Тогда Lл=13,5 мкГн, w=9 витков.

7. Синфазное напряжение на обмотке V=(2+1/2-1)71=106,5 В.

8. Синфазный ток равен:

L=106,5/2*3,14*14*10 6 *13,5*10 -6 =0,09 А.

9. Магнитная индукция

В=100*4*10 -6 *9*0,09/3,65=89*10 -6 Тл.

И в данном случае она получается меньше индукции насыщения. Волновое сопротивление линии обмотки выбирают около 12 Ом.

Диаметр проводов для линий ТДЛ определяют так же, как и диаметр проводов для обмотки в обычных трансформаторах. Этот расчет здесь не приводится.

Внимательный читатель может заметить неточность в приведенном расчете (связана с применением составных ТДЛ). Она заключается в том, что индуктивность Lл вычисляется без учета того, что обмотки ТДЛ первой и второй ступени соединены, т. е. с некоторым запасом. Так что на практике в ТДЛ каждой ступени можно уменьшить число витков в обмотках и применить ферритовые магнитопроводы меньших размеров.

Используя комбинации различных одиночных ТДЛ, можно получить широкую гамму ТДЛ с заданными характеристиками .

У изготовленных ТДЛ следует измерять КПД и коэффициент асимметрии . Схема включения ТДЛ при определении первого параметра показана на рис. 9, второго — на рис. 10. Потери а (в децибелах) в трансформаторе рассчитывают по формуле: а=20lg(U1/nU2).

Симметрирующий ТДЛ (тип НС) с коэффициентом трансформации n=1, работающий в диапазоне частот 1,5… 30 МГц при выходной мощности до 200 Вт, для согласования фидера РК-50 с входным сопротивлением антенны 50 Ом можно изготовить на магнитопроводе 50ВНС типоразмером

К65Х40Х9. Число витков обмоток линии (g=50 Ом) — 9. Обмотки 1-1″, 2-2″ (рис. 12) мотают в 2 провода ПЭВ-2 1,4 бифилярно, без скруток. Чтобы обеспечить постоянство расстояния между проводами, на них надевают фторопластовую трубку. Обмотку 3-3″ наматывают отдельно на свободной части кольца тем же проводом и той же длиной, что обмотки 1-1″, 2-2″. КПД изготовленного ТДЛ был около 98%. коэффициент асимметрии — более 300.

ТДЛ с коэффициентом трансформации n=2 (тип НС), рассчитанный на мощность до 200 Вт, согласующий 75-омное волновое сопротивление фидера с симметричным входом антенны, у которой входное сопротивление 18 Ом. можно изготовить на магнитопроводе 200НН (рис. 13) типоразмером К65Х40Х9. Обмотки должны содержать 9 витков линий из проводов ПЭВ-2.1,0. Изготовленный трансформатор имел КПД 97 %, коэффициент асимметрии на частоте 10 МГц — 20, на частоте 30 МГц — не менее 60.

На рис. 14 приведена схема включения составного ТДЛ (типа НС) с коэффициентом трансформации n=3, согласующего антенну, имеющую входное сопротивление 9 Ом, с 75-омным коаксиальным кабелем. ТДЛ, рассчитанный на работу в диапазоне 10…30 МГц при мощности до 200 Вт, выполняют на кольцах (типоразмер К32Х20Х6) из феррита 50ВНС. Магнитопроводы трансформаторов WT1 и WT2 составляют из двух колец, обмотки и катушка L1 должны содержать по 6 витков. Длинные линии и катушку выполняют проводом ПЭВ-2 1,0. Волновое сопротивление линии для WT1 — 70 Ом, для WT2 — 25 Ом. Построенный ТДЛ имел КПД 97 %, коэффициент асимметрии — не менее 250.

Перед эксплуатацией ТДЛ следует принять меры по защите их от неблагоприятных климатических воздействий. Для этого трансформаторы обматывают фторопластовой лентой, помещают в коробку и, если есть возможность, заливают компаундом КЛТ.

Литература:

1. Беньковский З., Липинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн.- М.; Радио и связь, 1983.
2. Ротхаммель К. Антенны.- М.: Энергия, 1979.
3. Захаров В. Трехдиапазонная трехэлементная антенна волновой канал.- Радио, 1970. № 4.
4. Лондон С. Е., Томашевич С.В. — Справочник по высокочастотным трансформаторным устройствам.- М.; Радио и связь, 1984.
5. Михайлова М. и др. Магнитомягкие ферриты для радиоэлектронной аппаратуры.- М.: Радио и связь, 1983.

РАДИО N 6, 1987 г., c.26-29.

Lodging — Text

При рассмотрении вопросов силового взаимодействия токонесущих систем http://fmnauka. narod.ru/15/15.html в тени остался один важный вопрос. Если в соотношении (2) положить g2+ = 0 и V2 = 0, т.е. рассмотреть случай взаимодействия, например, нижней токонесущей системы с неподвижным зарядом g2–, то для силы взаимодействия получим

Это означает, что при протекании тока через проводник он перестает быть электронейтральным, а вокруг проводника образуется радиальное электрическое поле

(1)

что эквивалентно появлению на проводнике дополнительного отрицательного потенциала, что равноценно появлению удельного статического заряда

. (2)

Этот факт свидетельствует о том, что принятие концепции скалярно-векторного потенциала означает признание зависимости заряда от скорости. Однако до настоящего времени никто не получал экспериментального подтверждения справедливость соотношений (1) и (2).
В то время, когда Фарадеем и Максвеллом были сформулированы основные законы электродинамики, экспериментально подтвердить соотношение (1) было невозможно, т. к. плотности токов, достижимые в обычных проводниках, слишком малы для экспериментального обнаружения рассматриваемого эффекта. Таким образом, положение о независимости заряда от скорости и последующее введение магнитного поля были сделаны на феноменологической основе.
Плотности токов, которые могут быть достигнуты в сверхпроводниках, позволяют экспериментально обнаружить электрические поля, определяемые соотношением (1). Экспериментальные данные, публикуемые в данной работе впервые и представленные ниже, свидетельствуют о том, что величина скалярного потенциала зависит от скорости.

Рис. 1. Схена эксперимента по обнаружению зависимости величины скалярного потенциала от скорости носителей тока.

Рассмотрим постановку эксперимента, который должен дать ответ на поставленные вопросы. Схема эксперимента изображена на рис. 1. Если сложенную пополам сверхпроводящую проволоку (будем называть ее бифилярной) окружить проводящим цилиндром и ввести в нее ток индукционным способом, то в случае зависимости заряда от скорости электрометр, подключенный между цилиндром и проволокой, должен показать наличие отрицательной разности потенциалов. Бесконтактный индукционный ввод тока применяется с той целью, чтобы исключить наличие контактных разностей потенциалов при контактном вводе тока. Трудность проведения такого эксперимента заключается в том, что входная емкость электрометра (обычно несколько десятков пикофарад) будет значительно больше, чем емкость между бифилярной петлей и цилиндром. Поскольку мы измеряем не е.д.с., а разность потенциалов, обусловленную статическими зарядами, то при подключении к такому устройству входной емкости электрометра заряд, наведенный на цилиндре перераспределиться между обеими емкостями. Если считать, что начальная разность потенциалов между петлей и цилиндром была , а емкость между ними составляла , то при подключении между петлей и цилиндром емкости электрометра разность потенциалов , которая появится на параллельно включенных емкостях, определиться соотношением

. (3)

Очевидно, что если << , то и <<. В конечном итоге получается, что для того, чтобы получить максимальную разность потенциалов на самом электрометре нам следует увеличивать емкость между петлей и цилиндром, увеличивая длину всей конструкции.
Рассчитаем параметры измерительной системы для обнаружения ожидаемого эффекта. Для этого сначала рассчитаем сам ожидаемый эффект.
Если имеется плоский слой зарядов с плотностью и толщиной , то по обе стороны от такого слоя создает электрическое поле

Пока этот слой зарядов не двигается его электрическое поле полностью скомпенсировано положительными зарядами решетки. Но, когда слой начинает двигаться, создается дополнительное электрическое поле равное

. (4)

Скорость движения зарядов связана с магнитным полем на поверхности сверхпроводника соотношением

Если, найденную из этого соотношения скорость подставить в (4), то получим

Для вычисления максимально ожидаемой величины эффекта в качестве следует взять значение критического поля для данного вида сверхпроводника. Вычислим максимальную величину такого эффекта для случая сверхпроводящего ниобия, положив: , м, . При таких значениях указанных параметров получаем .
Будем считать, что диаметр бифилярной петли составляет удвоенное значение диаметра используемой сверхпроводящей проволоки, диаметр которой 0,25 мм. Если взять диаметр цилиндра равный 10 мм., то разность потенциалов между бифилярной петлей и цилиндром составит
.

Погонная емкость рассмотренного коаксиала будет

.
При проведении экспериментов в нашем распоряжении имелся вибрационный электрометр с входной емкостью ~ 60 пФ и чувствительностью ~ 1мВ. Чтобы обеспечить хотя бы такую же емкость коаксиала (при этом разность потенциалов на емкости электрометра после его подключения к коаксиалу составит 1.5 мВ) нужно взять длину коаксиала 4 метра. Конечно, по техническим причинам такой коаксиал трудно охладить до гелиевых температур, к тому же и сам эффект оказывается недостаточным для его надежного измерения. Поэтому величину эффекта нужно увеличить хотя бы в 100 раз. Это можно сделать, увеличив количество центральных проводов коаксиала, доведя его до двухсот, для чего понадобиться 400 метров проволоки. Конечно, при этом придется увеличить и диаметр цилиндрической части. Можно опять произвести расчет, но использование экспериментального образца с таким коаксиалом все равно неприемлемо ввиду его громоздкости, хотя большим преимуществом такого решения является возможность точного расчета ожидаемого эффекта.
В данном случае нас даже не столько интересует сам точный расчет, сколько надежное обнаружение самого эффекта. Поэтому экспериментальный образец был создан по другой схеме. Для целей введения тока в сверхпроводящую безиндуктивную обмотку был использован охлаждаемый до гелиевых температур трансформатор с железным сердечником. Используя в качестве вторичной обмотки трансформатора сверхпроводящую обмотку, соединенную с безиндуктивным соленоидом, можно без наличия гальванических контактов вводить ток в соленоид. В трансформаторе использовался кольцеобразный сердечник из трансформаторной стали с поперечным сечением 9 см2. Первичная и вторичная обмотки трансформатора были намотаны ниобий-титановым проводом с медным покрытием и содержали 150 и 10 витков соответственно. Таким образом, трансформатор имеет коэффициент трансформации 15. Диаметр проволоки составлял 0.25 мм. Вторичная обмотка трансформатора соединена последовательно с безиндуктивным соленоидом, который намотан бифилярно и содержит 2448 витков такого же провода. Общая длина намотки составляет 910 м. Концы соленоида и вторичной обмотки трансформатора сварены при помощи лазерной сварки. Соленоид намотан на тефлоновом каркасе. Внутренний и внешний диаметр обмотки соленоида 35 и 90 мм соответственно, ширина намотки 30 мм. К средней точке соленоида подключен коаксиал, выходящий наружу криостата, такой же коаксиал подключен и к экрану соленоида. Конструкция безиндуктивного соленоида показана на рис. 5.9.
Он намотан на тефлоновом каркасе 8, который вставлен в алюминиевый каркас 1. Снаружи на соленоид одет медный экран 7, который совместно с каркасом 1 является экраном соленоида. К каркасу 1 посредством болта 6 и тефлоновой втулки 2 крепиться тефлоновый диск 3, на котором смонтирована скоба 4.

Рис. 2. Конструкция безиндуктивного сверхпроводящего соленоида: 1-алюминиевый каркас, 2-тефлоновая втулка, 3-тефлоновый диск, 4-скоба, 5-стойки, 6-болт, 7-медный экран, 8-тефлоновый каркас.

Витки вторичной обмотки трансформатора охватывают скобу 4, через которую, не касаясь ее, проходит магнитопровод трансформатора. Вся конструкция крепится к трансформатору посредством стоек 5. Трансформатор совместно с соленоидом размещается в баке гелиевого криостата. Схема подключения трансформатора, а также коаксиалов к безиндуктивному соленоиду показана на рис. 3. Сопротивление между заземленными элементами, экраном соленоида и самим соленоидом составляет не менее 1014 Ом. Элементы, используемые в конструкции, имели следующие емкости относительно земли: коаксиал 3 – 44 пФ, коаксиал 4 – 27 пФ, емкость экран – земля составляет – 34 пФ, емкость экран – соленоид составляет – 45 пФ, В качестве электрометра использовался емкостной вибрационный электрометр с входной емкостью 60 пФ и входным сопротивлением 1014 Ом.
При такой конструкции сверхпроводящего соленоида и экрана его окружающего мы не можем произвести точный электродинамический расчет электростатических полей, возникающих вокруг соленоида, однако установить наличие самого эффекта такая конструкция позволяет.

Рис. 3. Схема соединения безиндуктивного соленоида: 1-безиндуктивный соленоид, 2-экран соленоида, 3,4-коаксиалы, 5-общий экран, которым является гелиевый бак.

При измерениях электрометр подключался непосредственно к экрану посредством коаксиала 4 а средняя точка сверхпроводящего соленоида посредством коаксиал 3 заземлялась. Ток в первичную обмотку трансформатора вводился от источника постоянного тока, показания электрометра при этом не зависели от направления тока. При величинах вводимого тока ~ 9 А происходил самопроизвольный сброс показаний электрометра. Это означает, что ток в обмотке соленоида достигал своего критического значения, и обмотка переходила в нормальное состояние. Железный сердечник при этом захватывал магнитный поток, и при уменьшении вводимого в соленоид тока кривая зависимости измеряемого потенциала от тока повторялась, и потенциал достигал своего максимального значения при нулевом значении тока. При этом зависимости потенциала от тока оказывались полностью обратимыми, что свидетельствовало о том, что при захвате потока железным сердечником не происходило его магнитное насыщение. Данные эксперимента приведены в таблице №1, а полученная экспериментальная зависимость измеряемой разности потенциалов приведена на рис. 4.

Рис. 4. Температурная зависимость приведенной разности потенциалов между экраном и безиндуктивным соленоидом

Таблица №1

1	2	3	4	5	6	7	8
15	30	45	60	75	90	105	120
1. 91	3.82	5.73	7.64	9.55	11.5	14.6	15.3
—	2	6	10	15	21	27	35
—	7	20	34	50	71	90	117
—	1. 75	2.22	2.13	2.00	1.94	1.84	1.83

В первой графе таблицы приведены значения вводимого тока . Во второй графе даны значения тока в обмотке соленоида, рассчитанные исходя из значения коэффициента трансформации равного 15. При этом предполагается, что во всем диапазоне вводимых токов намагниченность сердечника остается пропорциональной току. В третьей графе даны значения магнитных полей на поверхности сверхпроводящих проводов соленоида. В четвертой графе приведены показания электрометра. В пятой графе приведены эффективные значения разности потенциалов, которые имели бы место между соленоидом и экраном до подключения к экрану емкости коаксиала и емкости электрометра. В шестой графе дан коэффициент , указывающий на отклонение полученной зависимости от квадратичной. Коэффициента составил величину 3.35, он вычислялся по формуле (3) исходя из того, что емкость между экраном и соленоидом = 45пФ, а суммарная емкость , подключаемая к емкости и состоящая из емкости коаксиала и емкости электрометра, равна 111 пФ. Среднеквадратичное относительное отклонение коэффициента от своего среднего значения равного 1.93 составляет 0.13, что дает относительную среднеквадратичную погрешность около 7%. Таким образом, полученная зависимость между током и измеряемым значением потенциала очень близка к квадратичной. Из таблицы также видно, что при значениях тока в проводниках соленоида порядка 120А, напряженность поля на их поверхности достигает своего критического значения, которое для используемого сверхпроводника составляет А, с чем и связан сброс показаний электрометра при достижении этих токов.

Таким образом, экспериментальные результаты указывают на то, что величина скалярного потенциала зависит от скорости.

Миллиомметр МИКО-8 — снят с производства

В декабре 2015 года компанией АО «Иркутскэнергоремонт» был приобретен прибор МИКО-8, с целью проведения работ по измерению сопротивления постоянному току обмоток масляных и сухих трансформаторов от 0,4 до 220 кВ, мощностью до 80000 кВт, с ПБВ и РПН различных типов. Эксплуатируется прибор при капитальных ремонтах трансформаторов как на ЦРЗ АО «Иркутскэнергоремонт», так и на трансформаторный подстанциях ОАО «ИЭСК» и ПАО «Иркутскэнерго».

МИКО-8 удовлетворяет нашим потребностям в диагностике трансформаторов. За весь период эксплуатации с помощью МИКО-8 было диагностировано около 150 трансформаторов (как при проведении диагностики состояния обмоток перед капитальным ремонтом (без смены и со сменой обмоток), так и после ремонта трансформаторов).

Основное достоинство прибора в том, что он выполнен в удобном форм-факторе и имеет небольшой вес, надежен, прост в использовании, имеет понятное меню и встроенный архив измерений для дальнейшей обработки результатов и проведения вычислений, а также производит автоматический пересчет данных. Питание прибора осуществляется от сети 220 В, что исключает использования внутренних и внешних источников постоянного тока.

Стоит отметить режим безразборной проверки устройств РПН трансформаторов, который позволяет проводить безразборную проверку и диагностику состояния устройств РПН. В ходе проведения измерений прибор выдает график изменения силы тока в моменты переключения контактов, что позволяет определить общее техническое состояние проверяемого оборудования.

Важно также отметить высокую точность и небольшое время измерений. В среднем на проведение одного замера уходит от 15 до 30 секунд. МИКО-8 позволяет производить измерения сопротивления обмоток трансформатора с ПБВ и РПН, не отключая его от сети и не прерывая процесс измерения сопротивления. Это важно, поскольку позволяет ускорить работу по проверке оборудования.

По итогам эксплуатации прибора МИКО-8 можно сделать вывод о том, что он полностью соответствует заявленным характеристикам. и соответствует требованиям эксплуатирующей организации.

Н.В. Кияшко
Ведущий инженер по испытаниям
АО «Иркутскэнергоремонт»

Современный миллиомметр МИКО-9А

ООО Инженерный центр «ЭнергоРазвитие» сообщает, что эксплуатируемые нашей организацией приборы МИКО-9А, МИКО-2.3, ПКВ/М7, ПКР-2М, изготовленные и поставленные Вашим предприятием, соответствуют предъявляемым к ним требованиям.

Микромилликилоомметр МИКО-2.3 используется для измерения переходных сопротивлений высоковольтных — разъединителей и выключателей. В частности, элегазовых колонковых выключателей типа ELF SР7-2 на 500 кВ производства АВВ. МИКО-2. 3 удобен в использовании за счет небольших размеров. Выдаваемый прибором ток позволяет прожечь контакт и получить стабильные показания переходного сопротивления. Достоинством прибора также является совмещение потенциальных и токовых цепей в двух зажимах и учет собственного сопротивления проводов, входящих в комплект. В целом, МИКО-2.3 позволяет сократить время измерений и получить стабильные и достоверные результаты. Однако стоит обратить внимание на быстрый разряд аккумулятора при использовании микроомметра, что определяет зависимость прибора от наличия электросети. Измерительные провода на выключатели 500 кВ необходимы с минимальной длиной 10 метров с надежными и удобными для подключения струбцинами, а это попадает под отдельную заказную спецификацию.

Прибор контроля высоковольтных выключателей ПКВ/М7 прост и удобен в эксплуатации, позволяет контролировать основные характеристики высоковольтных коммутационных аппаратов. Положительным является то, что за один цикл измерения прибор позволяет измерить несколько параметров, что значительно сокращает время обработки и оценки технического состояния выключателя. Небольшое количество контактных кабелей и использование отличных друг от друга приборных разъемов позволяет снизить вероятность ошибок персонала при сборке схемы проверки. ПКВ/M7 является универсальным аппаратом, позволяющим контролировать параметры высоковольтных выключателей, и может быть смело рекомендован организациям, занимающимся наладкой и эксплуатацией высоковольтного оборудования.

Прибор МИКО-9А используется для проверки силовых трансформаторов и автотрансформаторов. В частности, в мае 2020г., прибор был успешно опробован на автотрансформаторе АТДЦТН- 250000/220/110. МИКО-9А укомплектован широким ассортиментом измерительных проводов, (имеется возможность измерения по трехфазной схеме), что даёт возможность оперативно выполнить большое количество измерений, сокращая операции подключений, минимальным составом специалистов. Наличие встроенной АКБ большой ёмкости позволяет проводить измерения в полевых условиях, независимо от наличия электросети. Прибор очень удобен в использовании (наличие автоматического режима, немаловажная опция размагничивания трансформатора, удобный и понятный интерфейс), малогабаритен и имеет малый вес.

Прибор ПКР-2М используется для проверки технического состояния переключающих устройств трансформаторов всех типов, как резисторных, так и реакторных, разборным методом, а также для диагностики устройств РПН с токоограничивающими резисторами без снятия крышки бака контакторов (методом ОКМ). Наличие встроенного аккумулятора повышает его мобильность и удобство эксплуатации. Укомплектованность длинными щупами (доп. опция) и кабелем с зажимами типа «крокодил» обеспечивает удобство подключения к большинству устройств РПН.

Использование этих приборов позволяет нашим специалистам сократить время испытаний и измерений. Данные приборы зарекомендовали себя положительно, соответствуют заявленным характеристикам и по многим аспектам превосходят аналогичные приборы других производителей.

А.С. Вакатов
Заместитель генерального директора по производству

Снабберные конденсаторы Electronic Concepts в каталоге ВЕСТ-ЭЛ

Компания Electronic Concepts была основана в 1969 г. С тех пор Electronic Concepts развивалась для того, чтобы, в конце концов, стать признанной и уважаемой компанией в области разработки и производства высококачественных и высокотехнологичных конденсаторов. Через техническое новшество и экспертизу, гибкость производства Electronic Concepts стала главным поставщиком в таких высоких областях технологии, как авиационная, медицинская, телекоммуникационая и другие.

Производственные мощности предприятия состоят из 64 000 квадратных футов в Eatontown, Нью-Джерси, США и 20 000 квадратных футов в Голуэе, Ирландия.

Главным фактором роста и успеха компании Electronic Concepts была его роль лидера в области новых технологий, что подтверждается многими патентами. Electronic Concepts постоянно отслеживает меняющиеся потребности промышленности. Вот некоторые типы конденсаторов из последних разработок Electronic Concepts:

Серия ECR — самовосстанавливающиеся миниатюрные металлизированные поликарбонатные конденсаторы. Самые маленькие плёночные конденсаторы в своём классе. Имея превосходные электрические характеристики, размеры таких изделий сравнимы с керамическими конденсаторами типоразмера CK05.

Технические характеристики:

Запатентованный процесс металлизации для обеспечения высокого соотношения эл. свойства/размер
Точность: 1%
Емкость: 0,01…1,0 мкФ
Без пьезоэлектрического эффекта
Срок службы: более 20 лет
Рабочее напряжение: 50…250 В
Изготовлены в соответствии со стандартом MIL-PRF-55514/8

Серия HECR

Герметизированная версия ECR для более жёстких применений. И ECR, и HECR конденсаторы изготовлены в соответствии с военными спецификациями.

Серия MP80 и MP88

Металлизированные полипропиленовые конденсаторы, предназначенные для защиты IGBT-модулей. Конденсаторы безиндуктивные и безвыводные, монтируются непосредственно на шину питания.

Преимущества:

Крепёжные винты вместо выводов
Компактный типоразмер, монолитная конструкция
Диапазон рабочих напряжений: 400…1500 В
Продолжительный рабочий ток: до 45 А
Импеданс: 0,003 Ом
Рабочая температура: -55…+105°С

Серия UL30 Unlytic™

Плёночные неполярные конденсаторы в традиционном корпусе. Превосходные электрические и физические характеристики таких конденсаторов дают разработчикам возможность впервые использовать выгоды неполярных конденсаторов там, где ранее они могли применять только традиционные электролитические конденсаторы.

Преимущества:

Более чем 10-кратное увеличение перегрузки по току
Более чем 3-кратное увеличение перегрузки по напряжению
Срок хранения: более 20 лет
Напряжение: до 1000 В
Емкость: до 1600 мкФ
Допустимый средний ток: до 58 А
Рабочая температура: -55…+85°С

Более подробно с продукцией компании Electronic Concepts вы можете ознакомиться на сайте производителя, а заказать данную продукцию вы можете у нас.

Трансформатор ТC-75 для контактных электросварочных машин

Настоящие технические условия распространяются на трансформатор ТВК-75И УХЛ4, предназначенный для использования в машинах контактной точечной сварки переменным током.

Трансформатор должен изготовляться в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 4 по ГОСТ 15150. Пример записи в других документах и при заказе трансформатора ТВК-75И:

Трансформатор ТВК-75И УХЛ4 ДШБИ672.211.004 ТУ.
Перечень документов, на которые даны ссылки в настоящих технических условиях, приведен в приложении.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Трансформаторы должны соответствовать требованиям настоящих технических условий, ГОСТ 297 и комплекту конструкторской документации ДШБИ.672211.004 ТУ.
Основные параметры должны соответствовать указанным в табл. 1.

Таблица 1

Наименование параметра	Норма
1. Напряжение питающей сети переменного тока частотой 50Гц, В	365*
2. Номинальный сварочный ток, кА	25
3. Длительный вторичный ток, А	9000
4. Наибольшая мощность при ПВ=50%, кВА	75
5. Число ступеней регулирования	8
6. Расход охлаждающей воды при давлении на входе 0,15-0,3 МПа, л/час, не менее	250
7. Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более	450х190х610
8. Масса, кг, не более	110

* Допускается работа трансформатора при напряжениях переменного тока 365 В частотой 60 Гц и 400 В частотой 50 Гц с учетом коэффициентов трансформации (см. настоящие технические условия).

Характеристики.

Условия эксплуатации трансформаторов в части воздействия механических факторов внешней среды М1 по ГОСТ 17516.1.
Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ15150 и ГОСТ15543, при этом температура охлаждающей воды должна быть не ниже +5⁰С и не выше +25⁰C. Требования к качеству охлаждающей воды по ГОСТ2874.

Окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая пыли в концентра- циях, ухудшающих параметры трансформатора.
Сопротивление изоляции обмоток трансформатора относительно корпуса и между обмотками в холодном состоянии и при номинальных климатических условиях должно быть не менее 1 МОм, а после испытания на влагоустойчивость – не менее 0,5 МОм.
Изоляция обмоток трансформатора должна выдерживать в течение 1 минуты испытание практически синусоидальным напряжением при частоте 50 Гц.

между каждой обмоткой и магнитопроводом – 2000 В;
между первичной и вторичной обмотками – 2000 В.
- Предельное превышение температуры обмоток, также температуры магнитопровода и других частей, над температурой окружающего воздуха 85°С. Класс изоляции обмоток трансформаторов В по ГОСТ 8865.
- Уровень звука не должен превышать 80 дБА.
- Обмотки трансформатора должны быть залиты эпоксидным компаундом в единый блок.

Регулирование вторичного напряжения ступенчатое со стороны первичной обмотки. Коэффициенты трансформации по ступеням 125,113,101,97,86,74, 62,58.

Предельные отклонения ±1%.

Ток холостого хода не более 20% от длительного первичного тока.

Трансформаторы должны иметь следующие показатели надежности:

средний ресурс до списания, ч, не менее — 60000
средняя наработка на отказ, ч, не менее — 6000

Комплектность

Трансформатор, шт. — 1
Паспорт и руководство по эксплуатации, компл. — 1

Маркировка. Маркировка трансформаторов должна соответствовать требованиям конструкторской документации. Маркировка должна быть выполнена способом, обеспечивающим ее долговечность.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Требования безопасности к конструкции трансформаторов по ГОСТ 12.2.007.8.
Степень защиты трансформаторов IР00 по ГОСТ 14254
Уровень звука не должен превышать 85 дБА
Класс защиты человека от поражения электрическим током 0 по ГОСТ12.2.007.0.

ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

Правила приемки должны соответствовать требованиям, изложенным в настоящем разделе.
Для проверки соответствия трансформаторов требованиям настоящих технических условий устанавливаются следующие виды испытаний:
приемо-сдаточные;
периодические;
типовые.
- Приемо-сдаточные испытания.
  - Приемо-сдаточным испытаниям подвергается каждый трансформатор по программе, изложенной в табл. 2.
- Периодические испытания.
  - Периодические испытания проводят не реже одного раза в два года на выборке трансформаторов, но не менее двух прошедших приемо-сдаточные испытания.
  - Если в процессе периодических испытаний трансформатор не будет соответствовать какому-либо требованию настоящих технических условий, проводят повторные испытания на удвоенном количестве трансформаторов по показателям, по которым были получены неудовлетворительные результаты. Результаты повторных испытаний являются окончательными.
  - Периодические испытания проводят по программе, изложенной в табл.3.

Типовые испытания.
- Типовые испытания проводятся на двух трансформаторах, прошедших приемо-сдаточные испытания, только по тем параметрам, на которые могут оказать влияние изменения, внесенные в конструкцию, материалы и технологию изготовления

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ.

Электрические величины при периодических, типовых и испытаниях следует измерять приборами класса точности не ниже 0,5, а при приемо-сдаточных испытаниях приборами класса точности не ниже 1,5
При испытаниях трансформатор следует нагружать на безиндуктивное сопротивление, а рабочее напряжение измерять на зажимах сварочной цепи трансформатора.
При проверке качества изготовления и сборки, внешним осмотром и измерениями стандартным мерительным инструментов проверяется соответствие трансформатора рабочим чертежам, качество сборки, а также правильность маркировки.
Измерение сопротивления изоляции должно производиться мегомметром на 1000 В по ГОСТ 23706.
Проверка электрической прочности изоляции – по ГОСТ 2933, а межвитковой изоляции – по ГОСТ 1516.2. Проверку следует производить до сборки изделия.
Коэффициент трансформации определяют методом двух вольтметров.
Превышение температуры обмоток трансформатора над температурой окружающей среды проверяют по ГОСТ2933.
Измерение тока холостого хода проводят по ГОСТ 3484.
Проверка водяного охлаждения проводится визуально протеканием воды на выходе из системы охлаждения трансформатора
Превышение температуры остальных частей трансформатора над температурой окружающей среды проверяют по ГОСТ 11828.
Испытания на воздействие климатических факторов проводят по ГОСТ 16962.1.
- Испытания трансформаторов на холодоустойчивость проводят соответствии с ГОСТ 95.
- Испытания на воздействие механических факторов проводят по ГОСТ 23216 один раз в пять лет.

Измерение габаритов и массы проводят соответствующими измерениями и взвешиванием с необходимой точностью.

Проверка показателей надежности проводится статистическим методом на основании опроса потребителей.

Проверка уровня шума проводится по ГОСТ 11929.

КОНСЕРВАЦИЯ И УПАКОВКА.

Консервация трансформаторов должна соответствовать требованиям ГОСТ 23216.
Упаковка трансформатора в соответствии с конструкторской документацией

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ.

Транспортирование трансформаторов допускается любым видом транспорта по группе 4(Ж2) по ГОСТ 23216 при соблюдении требований, установленных для соответствующего вида транспорта.
Условия хранения трансформаторов 1 (Л).
Срок сохранности без консервации 2 года.

УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ.

Трансформаторы должны эксплуатироваться в соответствии с требованиями эксплуатационной документации.

ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ.

Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие трансформаторов требованиям настоящих технических условий при соблюдении условий эксплуатации, транспортирования и хранения, установленных настоящими техническими условиями.
Гарантийный срок устанавливается один год и исчисляется с момента отгрузки.

ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

Приложение

Обозначение документа	Наименование документа
ГОСТ 12.1.028-80	«ССБТ. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума. Ориентировочный метод».
ГОСТ 12.2.007.0-75	«ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности».
ГОСТ 12.2.007.8-75	«ССБТ. Устройства электросварочные и для плазменной обработки. Требования безопасности».
ГОСТ 95-77	«Трансформаторы однофазные однопостовые для ручной дуговой сварки».
ГОСТ 297-80	«Машины контактные. Общие технические условия
ГОСТ 1516.2-76	«Электрооборудование и электроустановки переменного тока и напряжения 3 кВт и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции».
ГОСТ 2933-83	«Аппараты электрические низковольтные. Методы испытаний».
ГОСТ 8865-93	«Изделия электротехнические. Классы нагревостойкости электрической изоляции».
ГОСТ 11828-86	«Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний».
ГОСТ11929-87	«Машины электрические вращающиеся Определение уровня шума»
ГОСТ 14254-80	«Изделия электротехнические. Оболочки степени защиты. Обозначение. Методы испытаний».
ГОСТ 15150-69	«Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».
ГОСТ 15543-70	«Изделия электротехнические. Исполнение для различных климатических районов. Технические требования в части воздействия климатических факторов внешней среды».
ГОСТ 15543.1-89	«Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам».
ГОСТ 16501-81	«Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения».
ГОСТ 16842-82	«Радиопомехи индустриальные. Методы испытаний источников индустриальных радиопомех».
ГОСТ 16962.1-89	«Изделия электротехнические. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам».
ГОСТ 17516.1-90	«Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам».

Измерение сопротивления в безиндуктивных и индуктивных цепях

Представленные в этом разделе приборы МИКО (микроомметры, милиомметры и микромиликилоомметр) применяются для измерения переходного и активного электрического сопротивления различных объектов.

В основу данных приборов заложен способ измерения электрического сопротивления постоянному току обмоток электротехнического оборудования.

Задаваемая в ручном и автоматическом режимах сила тока от 500 микроампер до 1000 ампер.

Приборы МИКО позволяют проводить с высокой точностью измерения в полевых и лабораторных условиях, полная автоматизация измерений позволяет свести к минимуму участие пользователя.

Питание от сети и/или встроенной аккумуляторной батарей позволяет обеспечить автономность.

С приборами поставляется широкий ассортимент измерительных кабелей с уникальной и эргономичной конструкцией.

Для присоединения зажимов измерительных кабелей средств измерений к вводам высоковольтного оборудования от 35 до 220 кВ высотой до 5 м с земли, без применения лестниц и подъемников рекомендуем приобрести штангу-манипулятор.

Штанга-манипулятор выпускается в трёх размерах, на выбор пользователя, и в зависимости от электроустановки, на которой будут проводиться работы:

Штанга-манипулятор рекомендована к совместной эксплуатации с микроомметрами и милликилоомметром компании МИКО-1, МИКО-21 и МИКО-2.3 для присоединения измерительных кабелей приборов с земли/с крышки бака к вводам высоковольтных выключателей, а также к элементам конструкции высоковольтных разъединителей и заземлителей без применения лестниц и подъемников для измерения переходного электрического сопротивления.

Полная длина штанги, м	Масса изделия в рабочем комплекте, кг	Номинальное напряжение электроустановки, кВ
2,2	3,4	35
3,7	4,0	110
5,1	4,6	до 220

Характеристики	Значение
Длина изолирующей штанги для оборудования до 35кВ (на выбор пользователя), м	2,2
Длина изолирующей штанги для оборудования до 110кВ (на выбор пользователя), м	3,7
Длина изолирующей штанги для оборудования до 220кВ (на выбор пользователя), м	5,1
Длина кабеля удлинителя, м	3,3
Ширина контактной площадки, мм	25
Зев съемных зажимов, мм	70
Минимальная толщина пластины, зажимаемой зажимом типа «крокодил», мм	5
Угол поворота зажима типа «крокодил» в горизонтальной плоскости, градус	±90
Угол наклона зажима типа «крокодил» в вертикальной плоскости, градус	0, 45, 90
Длина заземляющего провода, м, не менее	3,0
Масса штанги манипулятора в рабочем комплекте (длина 2,2 м), кг	3,4
Масса штанги манипулятора в рабочем комплекте (длина 3,7 м), кг	4,0
Масса штанги манипулятора в рабочем комплекте (длина 5,1 м), кг	4,6
Температурный диапазон эксплуатации,ºС	-15 ÷ +40
Гарантийное обслуживание — 6 месяцев от даты отгрузки

Комплектация штанги-манипулятора:

Рукоятка штанги с узлом натяжения и роликом (1 шт.)
Дополнительные звенья (1-3 шт.)
Захват зажима типа «крокодил» (1 шт.)
Кабель-удлинитель (6 шт.)
Провод заземления (1 шт.)
Чехол для звеньев диэлектрической штанги (1 шт.)
Сумка (1 шт.)
Дополнительно комплектуется кабелем-удлинителем

Трансформаторы Часть 1

Верх

Продукты Elliott Sound

Руководство по трансформаторам для начинающих — часть 1

Указатель статей
Основной указатель

Содержание — Часть 1

Предисловие

Одна вещь, которая явно сбивает с толку многих, — это идея плотности потока внутри сердечника трансформатора.Хотя это более подробно рассматривается в Разделе 2, важно, чтобы информация этого раздела запоминалась на каждом этапе чтения этой статьи. Для любого силового трансформатора максимальная плотность магнитного потока в сердечнике достигается при простое трансформатора. Повторюсь, это очень важно …

Для любого силового трансформатора максимальная плотность потока достигается, когда трансформатор находится в режиме ожидания.

Идея противоречит интуиции, она даже почти не имеет смысла.Как бы то ни было, это факт, и его отсутствие разрушит ваше понимание трансформаторов. На холостом ходу обратная ЭДС трансформатора почти точно компенсирует приложенное напряжение. Протекающий небольшой ток поддерживает плотность потока на максимально допустимом значении и представляет потери в стали (см. Раздел 2). Поскольку ток отводится от вторичной обмотки, поток немного падает. Причина этого кроется в конечном сопротивлении обмотки и в законе Ома.

Неважно, что вы понимаете причины этого с самого начала, но — это важно, чтобы вы помнили, что для любого силового трансформатора максимальная плотность потока достигается, когда трансформатор находится в режиме ожидания .Пожалуйста, не забывай об этом.

В другом месте в сети вы найдете утверждения о том, что максимальная мощность, доступная от трансформатора, ограничена насыщением сердечника — это чушь, полная ложь и необходимо игнорировать , иначе
вы никогда не поймете трансформаторы должным образом! Информация, представленная здесь, является точной и правильной, и любой, кто утверждает иное, неправильный! Это может показаться резким, но, тем не менее, это правда.

Еще кое-что, о чем следует подумать, — это индуктивность трансформатора. Принято считать, что трансформатор представляет собой индуктивную нагрузку, но … это верно только при отсутствии нагрузки или при очень небольшой нагрузке . Когда трансформатор нагружен до номинальной мощности резистивной нагрузкой, индуктивной составляющей можно пренебречь. Когда любой трансформатор подает что-либо от 5% до 100% от его полного тока нагрузки, индуктивная составляющая подавляется током нагрузки, и фазовый угол (Φ) между первичным напряжением и током минимален.Более подробно все это объясняется ниже.

‘Окружное течение’ (добавлено в июле 2020 г.)

Существует некоторая путаница из-за статьи в Википедии, в которой обсуждаются тороидальные трансформаторы (по состоянию на июль 2020 года). Почти все, что нужно знать, исключено, но есть продолжительная дискуссия о «окружном токе». Во-первых, я не отрицаю, что он существует, но я знаю из многолетнего опыта (наряду с множеством измерений), что это не имеет отношения к 99,9% пользователей.Мне кажется, что страница была взломана кем-то, кто либо хочет показать, насколько он умен, либо просто хочет продвинуть эту конкретную тему по неизвестным причинам.

Стоит отметить, что ссылки, приведенные в статье Википедии, (по большей части) бесполезны, и некоторые из них возвращают вас на страницу, где цитируется ссылка. Довольно много людей очень недовольны страницей, и один участник описал ее как «как руководство IBM; полное совершенно правильной, но совершенно бесполезной информации».

Все трансформаторы имеют некоторую «утечку» магнитного потока, и думать иначе… неразумно. Важно то, вызывает ли утечка флюса какие-либо проблемы с разумной компоновкой. Ответ на этот вопрос — «нет». Прокладка даже кабеля динамика через тороидальный трансформатор обычно вызывает «гудение» в динамике (из-за нелинейного тока намагничивания), но это не то, как люди подключают усилители. Точно так же следует избегать прокладки проводов постоянного тока поверх (или в непосредственной близости от) любого трансформатора .Утечка магнитного потока и / или окружной ток вызывают мало проблем для любого, кто понимает, что периферия любого трансформатора электрически враждебна. Единственное корректирующее действие, необходимое для тороидального трансформатора, — поддержание «безопасного» расстояния, которое обычно должно быть не более 25 мм. Если проводка находится на таком расстоянии (или более), помехи обычно незначительны.

Чтобы доказать (по крайней мере себе), что я не ошибаюсь, я использовал тороидальный трансформатор на 300 ВА и исследовал его во всех направлениях с помощью одного петлевого детектора, усиленного в 1000 раз (да, 60 дБ).Я слушал результат через усилитель и динамик. Как и ожидалось, наибольший поток утечки наблюдается в местах выхода выводов, поскольку при выводе выводов из обмоток возникает разрыв. Петля зонда должна быть в пределах 10 мм или около того от обмоток, чтобы обнаружить что-либо существенное. Вставка петли зонда внутрь отверстия в середине трансформатора дала самые высокие показания, но это пространство всегда используется только для монтажного болта.

Я не показывал формы сигналов и амплитуду, а также не пытался измерить ток, который может возникнуть в контуре с низким сопротивлением.Я этого не делал по одной простой причине — нет точки . Мы, , знаем, что будет утечка магнитного потока и / или «окружной ток», но нам все равно. Это ничего не меняет, и мы все можем продолжать использовать тороидальные трансформаторы, как если бы этих вещей не существовало. Это может быть важно для некоторых коммутационных приложений, где сложно полностью окружить сердечник обмотками, и могут быть другие приложения, где это важно. Блоки питания аудио не затронуты!

Введение

В этой статье основное внимание уделяется трансформаторам, используемым в типичных электронных проектах, источниках питания и т. Д.Это правило , а не , распространяется на большие трансформаторы, используемые на подстанциях и в электросети в целом (кроме попутных), хотя обсуждаемые факторы также применимы к этим гораздо более крупным трансформаторам. В машиностроении трансформатор — одна из самых эффективных машин, которые есть в нашем распоряжении, но те, которые используются для распределения и промышленности, являются (большим) шагом вперед по сравнению с теми, с которыми мы обычно работаем.

Основы, которые позволяют нам использовать электромагнетизм, были открыты только в 1824 году, когда датский физик Ганс Эрстед обнаружил, что ток, протекающий по проводу, отклоняет стрелку компаса.Через несколько лет после этого было обнаружено, что движущееся магнитное поле индуцирует ток в проводе. От этой, казалось бы, базовой концепции, область электромагнетизма выросла до такой степени, что общество в том виде, в каком мы его знаем, не существовало бы без множества машин, использующих эти открытия.

Принципы магнитной индукции охватываются законом Фарадея, названным в честь Майкла Фарадея, британского ученого, который первым количественно оценил вовлеченные процессы (1831 г.). Основные принципы были независимо открыты Джозефом Генри (в честь которого названа единица индуктивности) в 1832 году.«Закон индукции» Фарадея описывает способ, которым (нестатическое) магнитное поле индуцирует ток в проводе, и, наоборот, как ток в проводе создает магнитное поле. Трансформаторы основаны на принципе постоянно меняющегося магнитного поля (создаваемого первичной обмоткой), которое взаимодействует со вторичной обмоткой, генерируя переменное напряжение (и ток при нагрузке) во вторичной обмотке. Экспериментальные данные Фарадея были преобразованы в уравнения Джеймсом Клерком Максвеллом и добавлены и расширены Оливером Хевисайдом.Эмиль Ленц сформулировал концепцию «обратной ЭДС» (электродвижущей силы), где полярность тока в проводе (или обмотке) создает магнитное поле, которое противодействует магнитному полю, приложенному к обмотке (1834).

Все эти концепции важны, но, к счастью, полное понимание различных законов и формул не является необходимым для понимания того, как работает трансформатор. Я говорю «к счастью», потому что многие вычисления обширны и с ними трудно работать большинству нематематиков.Большинство из них даже не является обязательным при проектировании трансформаторов, тем более что существует множество практических правил, которые обычно применяются на этапе проектирования, что упрощает процесс.

Когда вы просматриваете эту статью, вас могут простить за восклицание: «Это для новичков? — этот человек сошел с ума. Я говорю вам, что сумасшедший!» Вероятно, это справедливый комментарий, но трансформаторы не просты, и нет простого способа предоставить всю информацию, которая вам нужна, чтобы правильно их понять.Здесь есть разделы, которые, вероятно, идут немного глубже, чем я изначально предполагал, но были слишком интересны, чтобы их не учитывать. Хотя это может не выглядеть так, информация здесь упрощена. Это не учебник по теории магнитного поля или глубокое обсуждение плотности потока и того, как она рассчитывается. Эти темы не являются обязательными для понимания того, как работает трансформатор или что с ним можно делать.

Есть части этой статьи, которые вы можете пропустить, но я предлагаю вам прочитать их полностью, если сможете.Полное понимание того, в какой степени вы можете спроектировать свой собственный трансформатор, не является целью, но большая часть информации, по крайней мере, интересна и расширит ваши общие знания в области электроники.

Для тех, кто хочет погрузиться глубже, Раздел 2 делает именно это. Рекомендуется к прочтению даже новичкам, поскольку о трансформаторах можно многое узнать, несмотря на их кажущуюся простоту.

Трансформаторы необходимы для всего современного электронного оборудования, и очень мало устройств, которые их не используют.Каждый тип трансформатора имеет определенное применение, и редко бывает, что трансформатор, предназначенный для одного применения, может использоваться для другой (совершенно другой) цели. Это не означает, что «переориентация» невозможна, но вы должны знать, что вы делаете, и какие риски могут вас поджидать, чтобы вызвать горе.

Прежде чем приступить к описанию различных типов, необходимо понять основную теорию. Все трансформаторы используют один и тот же основной принцип, и меняются только самые мелкие детали. Трансформатор работает по принципу магнитной связи для передачи энергии с одной стороны (обмотки) на другую.

Трансформаторы
двунаправленные и будут работать независимо от того, где подключен вход. Они могут работать не так хорошо, как в противном случае, но базовая функциональность не изменилась. Идеальный трансформатор не нагружает источник питания (питает первичную обмотку), если нет нагрузки на вторичную обмотку — в реальных компонентах есть потери, так что это не совсем так, но это предположение можно использовать в качестве основы для понимания.
Силовые трансформаторы указаны в вольт-амперах (ВА).Использование ваттов бесполезно, так как полностью реактивная нагрузка не рассеивает мощность, но все же есть вольты и амперы. Это продукт реального напряжения и тока, который важен — ваттметр может указывать на то, что в нагрузке мало или совсем нет реальной мощности, но трансформатор все еще подает напряжение и ток и нагревается из-за внутренних потери независимо от мощности.
Сердечники трансформатора имеют указанную проницаемость, которая является мерой того, насколько хорошо они «проводят» магнитное поле.Магнетизм будет придерживаться пути наименьшего сопротивления и останется в ядре с высокой проницаемостью с небольшой утечкой. Чем ниже проницаемость, тем больше утечка потока из активной зоны (это, конечно, грубое упрощение, но достаточно хорошо, чтобы дать начальное объяснение этого термина).
Трансформатор может быть изготовлен с использованием различных материалов в качестве сердечника (магнитного пути). К ним относятся …
Air — обеспечивает наименьшее сцепление, но идеально подходит для высоких частот (особенно RF).Проницаемость 1.
Железо — неправильное название, поскольку все трансформаторы с сердечником из железа являются стальными с различными добавками для улучшения магнитных свойств. Начальная проницаемость обычно около 500 и выше.
Порошковое железо — стальные магнитные частицы, сформированные в сердечник, скрепленные связующим веществом и обожженные при высокой температуре для создания керамический материал с очень хорошими свойствами на средних и высоких частотах (более 1 МГц). Особенно подходит для приложений, где есть значительная составляющая постоянного тока в обмотке или при очень большой мощности.Начальная проницаемость обычно составляет 40-90.
Феррит — магнитная керамика, обычно использующая экзотические магнитные материалы для получения чрезвычайно высокой проницаемости и отличных высоких частот. производительность (от 50 кГц до более 1 МГц). Для разных областей применения доступен удивительный диапазон различных составов. Начальная проницаемость примерно от 500 до 9000 и более.
Проницаемость указана выше как «начальная проницаемость» — фактическая проницаемость материалов керна, отличных от воздуха (записывается как µ i).Это параметр «слабого сигнала», и он почти всегда уменьшается при значительных уровнях магнитного потока. Фактические характеристики ( эффективная проницаемость — µ e) зависят от материала и напряженности поля, и здесь это не рассматривается. См. Термины и определения (от Hitachi Metals), если вам нужны более полные объяснения.
Технически порошковое железо и ферриты классифицируются как мягкие (см. Ниже) ферриты, но они имеют очень разные характеристики, даже в пределах одного «семейства».Обычно они не подходят для работы на низких частотах, за исключением низких уровней. Ферриты часто используются в качестве трансформаторов сигналов (например, изолирующих трансформаторов для телекоммуникаций или других приложений с малыми сигналами), где высокая проницаемость делает их идеальным выбором для небольших размеров и высокой индуктивности.
Материалы сердечника обычно классифицируются как «мягкие» — это не имеет ничего общего с их физическими свойствами (все они от твердого до очень твердого), но указывает на их способность сохранять магнетизм (остаточную намагниченность).Магнитно-мягкий материал имеет низкую намагничиваемость и его трудно намагнитить. Твердые магнитные материалы используются для «постоянных» магнитов, и они обладают очень высокой остаточной намагниченностью, то есть сохраняют очень большую часть исходного магнитного поля, которое было наведено в них во время производства.
Во всех импульсных источниках питания используются ферритовые трансформаторы, поскольку обычные пластинки нельзя сделать достаточно тонкими, чтобы предотвратить огромные потери в сердечнике. Для любого основного материала существует множество ограничений.Для низкочастотных источников питания кремнистая сталь с ориентированной зеренной структурой (около 4% кремния) является наиболее распространенной, так как она имеет очень высокую магнитную индукцию до насыщения. Большинство других материалов уступают в этом отношении, что является одной из основных причин, по которой этот материал до сих пор так распространен. К специализированным материалам относятся MuMetal (он же µMetal, Mu-Metal и т. Д.) И Permalloy, и это материалы сердечника (и магнитного экранирования) с очень высокой проницаемостью.
Выше показан небольшой образец некоторых трансформаторов (не в масштабе).Тороидальные трансформаторы и трансформаторы E-I имеют одинаковую номинальную мощность, а также показан небольшой набор небольших трансформаторов и вставной блок (настенный трансформатор, стенная бородавка и т. Д.).
1. Магнетизм и индукторы
Трансформатор состоит из двух (или более) катушек индуктивности, имеющих общий магнитный путь. Любые две катушки индуктивности, размещенные достаточно близко друг к другу, будут работать как трансформатор, и чем теснее они связаны магнитным полем, тем более эффективными они становятся.Вот почему пассивные кроссоверные сети громкоговорителей должны иметь индукторы, ориентированные по-разному, чтобы они не работали как трансформатор.
Когда изменяющееся магнитное поле находится вблизи катушки с проволокой (индуктора), в катушке индуцируется напряжение, соответствующее приложенному магнитному полю. Статическое магнитное поле не действует и не генерирует электрическую мощность. Те же принципы применимы к генераторам, генераторам переменного тока, электродвигателям и громкоговорителям, хотя это действительно была бы очень длинная статья, если бы я охватил все существующие устройства магнитного поля.
Когда электрический ток проходит через катушку с проводом, создается магнитное поле — это работает с переменным или постоянным током, но с постоянным током магнитное поле, очевидно, статично. По этой причине трансформаторы не могут использоваться напрямую с постоянным током, потому что, хотя магнитное поле существует, оно должно быть , изменяя , чтобы вызвать напряжение в другой катушке. Статическое магнитное поле не может производить выходное напряжение / ток.
Попробуйте этот эксперимент. Возьмите катушку с проводом (для этого подойдет кроссоверная катушка громкоговорителя) и магнит.Подключите мультиметр (желательно аналоговый) к катушке и установите диапазон на наиболее чувствительный диапазон тока на измерителе. По мере того, как вы перемещаете магнит к катушке или от нее, вы увидите ток, показанный отклонением стрелки измерителя. При повороте магнита в одну сторону сила тока будет положительной, а в другую — отрицательной. Чем выше индуктивность катушки и чем сильнее магнит (и / или чем ближе он к катушке), тем больше будет индуцированный ток.
Двигайте магнит медленно, и сила тока будет меньше, чем при быстром перемещении.Оставьте его неподвижным, и ток вообще не будет, независимо от того, насколько близко может быть магнит. Это принцип магнитной индукции, и он применим ко всем катушкам (действительно, ко всем кускам провода, хотя катушка усиливает эффект).
Если теперь вы возьмете пригоршню гвоздей и поместите их через центр катушки, вы увидите, что ток увеличился во много раз — магнитное поле теперь более сконцентрировано, потому что стальные гвозди создают лучший магнитный путь (более высокая проницаемость) чем воздух.
Легкость, с которой любой материал может переносить магнитное поле, называется проницаемостью (или, точнее, начальной проницаемостью ), и разные материалы имеют разные проницаемости. Некоторые из них оптимизированы особым образом для конкретных требований — например, сердечники, используемые для трансформатора импульсного источника питания, сильно отличаются от сердечников, используемых для обычных сетевых трансформаторов 50/60 Гц.
Проницаемость сердечников трансформаторов варьируется в широких пределах в зависимости от материала и применяемой обработки.Проницаемость воздуха равна 1, и большинство традиционных кернов имеют гораздо более высокую (т.е.> 1) проницаемость. Пара заметных исключений — это алюминий и латунь, которые иногда используются для уменьшения индуктивности катушек с воздушным сердечником в радиочастотной (RF) работе. Это гораздо реже, чем ферритовый сердечник, который увеличивает индуктивность и используется для настройки многих ВЧ трансформаторов.
Помимо проницаемости, магнитопроводы (за исключением воздуха) обладают максимальным магнитным потоком, с которым они могут работать без насыщения.В этом контексте насыщение означает то же самое, что и в большинстве других: когда полотенце пропитано, оно не может больше удерживать воду, а когда магнитный сердечник насыщен, он не может больше переносить магнитный поток. В этот момент магнитное поле больше не меняется, поэтому ток в обмотке не индуцируется.
Вероятно, вам не удастся пропитать ногти магнитом, так как между двумя полюсными наконечниками очень большой воздушный зазор. Это означает, что сердечник всегда сможет поддерживать магнитный поток, но эффективность также намного ниже, поскольку магнитная цепь разомкнута.Почти все трансформаторы, которые вы увидите, имеют полностью замкнутую магнитную цепь, чтобы гарантировать, что как можно большая часть наведенного в сердечник магнетизма пройдет через обмотку (и).
Бывают случаи, когда крошечный воздушный зазор будет намеренно оставлен, и это делается обычно, когда трансформатор или катушка должны выдерживать значительную составляющую постоянного тока, а также переменного тока. Об этом вкратце рассказывается ниже, но больше по этому поводу во втором разделе статьи.

Рисунок 1.1 — Основные принципы работы трансформатора
На рисунке 1.1 показаны основы всех трансформаторов. Катушка (первичная) подключена к источнику переменного напряжения — обычно это сеть для силовых трансформаторов. Поток, наведенный в сердечник, передается во вторичную обмотку, в обмотке индуцируется напряжение, и через нагрузку создается ток.
На схеме также показаны различные части трансформатора. Это простой трансформатор с двумя обмотками. Первичная обмотка (обозначенная как таковая при проектировании) будет индуцировать магнитное поле в сердечнике в соответствии с током, создаваемым приложенным напряжением переменного тока.Магнитное поле концентрируется сердечником, и почти все оно также проходит через обмотки вторичной обмотки, где индуцируется напряжение. Сердечник в этом случае типичен для конструкции трансформатора «C-Core», где первичная и вторичная обмотки иногда разделены. Более распространенным является «традиционный» тип E-I (ee-eye), который, хотя и несколько не в моде, в наши дни все еще широко используется. Это показано ниже.
Величина напряжения во вторичной обмотке определяется по очень простой формуле, которая определяет отношение витков (N) компонента — это традиционно рассчитывается путем деления витков вторичной обмотки на витки первичной обмотки…
1.1.1 Н = Ц / Тп
Tp — это просто количество витков провода, составляющего первичную обмотку, а Ts — количество витков вторичной обмотки. Трансформатор с 500 витками на первичной обмотке и 50 витками на вторичной имеет отношение витков 1:10 (т.е. 1/10 или 0,1)
1.1.2 Vs = Vp × N
В большинстве случаев вы никогда не узнаете количество витков, но, конечно, мы можем просто перевернуть формулу, чтобы соотношение витков можно было вывести из первичного и вторичного напряжений…
1.1.3 N = Vs / Vp
Если напряжение 230 В (естественно, переменного тока) приложено к первичной обмотке, мы ожидаем 23 В на вторичной обмотке, и это действительно то, что будет измеряться. У трансформатора есть дополнительная полезная функция — «трансформируется» не только напряжение, но и ток.
1.1.4 Is = Ip / N
Если в приведенном выше примере из вторичной обмотки потребляется ток 10А, то логически в первичной обмотке будет измеряться ток 1А — напряжение снижается, но увеличивается ток.Это было бы так, если бы трансформатор был на 100% эффективен, но даже эта самая эффективная «машина», которая у нас есть, к сожалению, никогда не будет идеальной. В результате, при потреблении 10 А от вторичной обмотки напряжение будет меньше, чем 23 В, которые были у нас без нагрузки. Это мера регулирования трансформатора, и большая часть падения напряжения происходит из-за сопротивления обмотки.
При использовании больших трансформаторов для национальной энергосистемы, КПД трансформаторов обычно превышает 95%, а некоторых достигает 98% (или даже больше).
Меньшие трансформаторы всегда будут иметь более низкий КПД, но блоки, обычно используемые в усилителях мощности, могут иметь КПД до 90% для больших размеров. Причины потери мощности станут ясны (я надеюсь) по мере нашего продвижения. Пока что для простоты будем считать трансформатор «идеальным» (т.е. без потерь).

Рисунок 1.2 — Ламинирование E-I
Обычный набор для ламинирования E-I все еще широко используется, и стоит упомянуть несколько важных моментов.Центральная ножка всегда в два раза больше ширины внешних ножек для сохранения площади поперечного сечения. Точно так же ламинация «I» и «задняя часть» буквы E имеют такую же ширину (или иногда немного больше) внешних ножек. Окно обмотки — это место, где живут медные обмотки, и в хорошо спроектированном трансформаторе оно будет почти полностью заполнено. Это максимизирует количество меди и снижает резистивные потери, поскольку обмотки имеют максимально возможную толщину.
См. Раздел 2, чтобы узнать, как определяются размеры пластин E и I.Это обычно называют ламинированием без царапин и практически исключает любые потери материала.
2. Терминология магнитного сердечника
Этот список далеко не полный, но его будет достаточно, чтобы вы начали или напугали. Я включил символы и единицы только трех записей ниже, так как большинство из них не представляют особого интереса.
Коэрцитивная сила — это напряженность поля, которая должна быть применена для уменьшения (или coerce ) остаточного потока до нуля.Материалы с высокой коэрцитивной силой (например, те, которые используются для постоянных магнитов) называются hard . Материалы с низкой коэрцитивной силой (используемые для трансформаторов) называются soft .
Эффективная площадь — сердечника — это площадь поперечного сечения центральной ветви для пластин E-I или общая площадь для тороида. Обычно это соответствует физическим размерам сердечника, но поскольку поток может распределяться неравномерно, производитель может указать значение, которое отражает это.
Эффективная длина — сердечника — это расстояние, которое проходит магнитный поток при замыкании цепи. Обычно это близко соответствует среднему физическому размеру сердечника, но поскольку поток имеет тенденцию концентрироваться на внутренних углах пути, производитель может указать значение эффективной длины.
Плотность потока — (символ; B, единица; тесла (Т)) — это просто общий поток, деленный на эффективную площадь магнитной цепи, через которую он течет.
Потоковая связь — в идеальном индукторе магнитный поток, создаваемый одним витком, содержался бы во всех других витках. Настоящие катушки приближаются к этому идеалу, когда другие размеры катушки малы по сравнению с ее диаметром или если подходящий сердечник направляет поток через обмотки.
Магнитодвижущая сила — MMF можно рассматривать как магнитный эквивалент электродвижущей силы. Это произведение тока, протекающего в катушке, и количества витков, составляющих катушку.
Напряженность магнитного поля — (обозначение: H, единица измерения; амперметры (A · m ^-1)), когда ток течет в проводнике, он всегда сопровождается магнитным полем. Сила или интенсивность этого поля пропорциональна величине тока и обратно пропорциональна расстоянию от проводника (отсюда и надстрочный индекс -1).
Магнитный поток — (символ:; единица измерения: Webers (Wb)) мы относимся к магнетизму в терминах силовых линий или магнитных линий, которые являются мерой общей величины магнетизма.
Проницаемость — (символ; µ, единицы: генри на метр (Hm ^-1) определяется как отношение плотности потока к напряженности поля и определяется типом материала в магнитном поле, т. Е. Сердечником Сам материал. Большинство ссылок на проницаемость на самом деле относятся к «относительной проницаемости», поскольку проницаемость почти всех материалов изменяется в зависимости от напряженности поля (и в большинстве случаев также от температуры).
Remanence — (или остаток) — это плотность магнитного потока, которая остается в магнитном материале, когда внешнее приложенное поле удаляется.Трансформаторы требуют минимально возможной намагниченности, в то время как постоянные магниты требуют высокого значения намагниченности.
Насыщенность — точка, в которой ядро больше не может принимать больше потока. Когда это происходит, первичный ток трансформатора ограничивается только любым последовательным сопротивлением (например, внешним сопротивлением и сопротивлением обмотки). Насыщение сердечника ограничивает пиковое входное напряжение переменного тока для заданного числа витков первичной обмотки. Начало насыщения обычно довольно постепенное, но может быть очень резким для некоторых материалов с высокой проницаемостью.
Я упоминаю их здесь для полноты картины, но их реальная важность не обсуждается далее в этом разделе. В разделе 2 этой статьи снова рассматриваются термины, и их важность несколько увеличивается в контексте.
3. Как работает трансформатор
Идеальный трансформатор без нагрузки практически не потребляет ток из сети, поскольку это просто большая индуктивность. Весь принцип работы основан на индуцированном магнитном потоке, который не только создает напряжение (и ток) во вторичной обмотке, но также и в первичной! Именно эта характеристика позволяет любой катушке индуктивности функционировать должным образом, а напряжение, генерируемое в первичной обмотке, называется «обратной ЭДС» (электродвижущая сила).Величина этого напряжения такова, что она почти равна (и составляет , фактически, в той же фазе, что и) приложенной ЭДС.
Хотя для определения внутреннего генерируемого напряжения можно выполнить простой расчет, это бессмысленно, поскольку его нельзя изменить. Для синусоидальной формы волны ток через катушку индуктивности отстает от напряжения на 90 градусов. Поскольку наведенный ток отстает на 90 градусов, внутреннее генерируемое напряжение сдвигается на назад, на снова на 90 °, поэтому оно находится в фазе с входным напряжением.Для простоты представьте себе катушку индуктивности или трансформатор (без нагрузки) с приложенным напряжением 230 В. Чтобы эффективная обратная ЭДС сопротивлялась полному приложенному напряжению переменного тока (как и должно), фактическая величина наведенного напряжения (обратная ЭДС) составляет чуть менее 230 В. Выходное напряжение трансформатора всегда находится в фазе с приложенным напряжением (в пределах нескольких тысячных градуса).
Например … первичная обмотка трансформатора, работающая при входном напряжении 230 В, потребляет 15 мА из сети на холостом ходу и имеет сопротивление постоянному току 2 Ом.Обратной ЭДС должно быть достаточно, чтобы ограничить ток через сопротивление 2 Ом до 15 мА, поэтому будет достаточно близко к 229,97 В (30 мВ на 2 Ом составляет 15 мА). В реальных трансформаторах есть дополнительные сложности, которые увеличивают общий ток (в частности, потери в стали и / или частичное насыщение), но принцип не сильно изменился.
Если это слишком сбивает с толку, не беспокойтесь об этом. Если вы не собираетесь посвятить свою карьеру проектированию трансформаторов, эта информация на самом деле мало полезна для вас, поскольку вы ограничены «реальными» характеристиками компонентов, которые вы покупаете — внутреннее устройство не имеет большого значения.Даже если вы посвятите свою жизнь дизайну трансформеров, эта информация по большей части останется просто любопытством, поскольку вы все еще мало что можете с этим поделать.
Когда вы подключаете нагрузку к выходной (вторичной) обмотке, через нагрузку проходит ток, который отражается через трансформатор на первичную обмотку. В результате первичная обмотка теперь должна потреблять больше тока из сети. Возможно, несколько интригующе то, что чем больше тока потребляется из вторичной обмотки, первоначальный сдвиг фазы тока на 90 ° становится все меньше и меньше по мере приближения трансформатора к полной мощности.Коэффициент мощности ненагруженного трансформатора очень низок, что означает, что, хотя есть вольты и амперы, но есть относительно небольшая мощность. Коэффициент мощности улучшается с увеличением нагрузки и при полной нагрузке будет близок к единице (идеал).
Однако это зависит от нагрузки — нелинейная нагрузка на вторичной обмотке трансформатора отражает нелинейную нагрузку на сеть.
Теперь можно рассмотреть еще один интересный факт о трансформаторах.
Мы будем использовать тот же пример, что и выше.Первичная обмотка 230 В потребляет 1 А, а вторичная обмотка 23 В обеспечивает нагрузку 10 А. Таким образом, согласно закону Ома, сопротивление нагрузки (импеданс) составляет 23/10 = 2,3 Ом. Полное сопротивление первичной обмотки должно составлять 230/1 = 230 Ом. Это соотношение 100: 1, а соотношение оборотов всего 10: 1 — что происходит?
Коэффициент импеданса трансформатора равен квадрату отношения витков …
3.1.1 Z = N²
Трансформаторы
обычно проектируются в зависимости от требуемой мощности, и это определяет размер сердечника для данного материала сердечника.Исходя из этого, можно определить необходимое число витков на вольт на основе максимальной плотности магнитного потока, которую может выдержать материал сердечника. Опять же, это сильно зависит от материалов сердечника.
Можно применить эмпирическое правило, согласно которому площадь сердечника для «стандартных» (если действительно существует) стальных пластин (в квадратных сантиметрах) равна квадратному корню из мощности. Таким образом, трансформатору на 625 ВА потребуется сердечник (как минимум) 25 кв. См, если предположить, что проницаемость сердечника составляет около 500, что довольно типично для стандартных пластин трансформатора.Это также предполагает, что материал сердечника не будет насыщаться с плотностью потока, необходимой для получения этой мощности.
Следующий шаг — вычислить количество витков на вольт первичной обмотки. Это зависит от частоты, но для трансформатора с частотой 50 Гц количество витков на вольт (приблизительно) составляет 45, деленное на площадь сердечника (в квадратных сантиметрах). Для трансформатора на 60 Гц требуется меньше витков, и число витков на вольт будет около 38 на площадь жилы. Материалы сердечника с более высокими рабочими характеристиками могут допускать более высокую плотность магнитного потока, поэтому возможно меньшее количество витков на вольт, что увеличивает общую эффективность и регулирование.Эти расчеты необходимо производить с осторожностью, иначе трансформатор будет перегреваться без нагрузки.
Для трансформатора 625 ВА вам потребуется около 432 витков для первичной обмотки 230 В, хотя на практике это может быть меньше этого значения. Кремнистые стали с ориентированной структурой, используемые в трансформаторах более высокого качества, часто допускают более высокий общий магнитный поток на единицу площади, и потребуется меньше витков.
Вы можете определить количество витков на вольт любого трансформатора (по причинам, которые станут яснее по мере продвижения), добавив ровно 10 витков тонкого «звонкового провода» или аналогичного изолированного провода к тестируемому трансформатору, намотанному поверх существующих обмоток.При питании от правильного номинального напряжения питания измерьте напряжение на созданной вами дополнительной обмотке. Разделите количество витков (10) на измеренное напряжение, чтобы получить число витков на вольт для этого трансформатора. Например, если вы измеряете 5 В, трансформатор имеет 2 витка / вольт.
Итак, какая вам земная польза от этого? Что ж, вы можете быть удивлены тем, что вы можете сделать с этими знаниями. Предположим на мгновение, что у вас есть трансформатор для усилителя мощности приличного размера. Вторичное напряжение составляет 35-0-35 В, что слишком велико для питания цепи предусилителя или даже его источника питания, но вы сможете сделать это с помощью одной обмотки 16 В.Обычно используется другой трансформатор, но вы также можете добавить дополнительную обмотку самостоятельно. Это почти слишком просто с тороидальными трансформаторами, но с другими может быть вообще невозможно. Если трансформатор использует (скажем) 2 витка на вольт, всего 32 дополнительных витка провода звонка (или эмалированного медного провода) обеспечат 16 В при типичных 100 мА или около того, которые вам понадобятся. Добавьте 10% запаса, и у вас останется только 36 витков, и это можно будет сделать за несколько минут. Убедитесь, что дополнительная обмотка надежно закреплена лентой хорошего качества (настоятельно рекомендуется использовать каптон, если вы можете его достать).Не используйте , а не , используйте обычную электротехническую ленту — она не рассчитана на температуру, при которой трансформаторы могут работать при постоянной нагрузке.
ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что нет никакой возможности дополнительного короткого замыкания обмотки между витками — это вызовет эффектный выход дыма из изоляции, и вы можете разрушить сам трансформатор.
3.1 Насыщение ядра
Ток намагничивания, указанный или измеренный для любого трансформатора, обычно представляет собой комбинацию истинного тока намагничивания (который обычно очень низкий) и тока насыщения, который может составлять до половины расчетного тока полной нагрузки для небольших трансформаторов.Любой трансформатор с сердечником (кремнистая сталь, феррит и т. Д.) Перейдет в насыщение, если первичное напряжение холостого хода будет увеличено достаточно сильно. Это более подробно рассматривается в Части 2, Разделе 12.1.
Насыщение сердечника достигается, когда пиковое входное напряжение является достаточным для достижения сердечником максимального номинального магнитного потока. Когда плотность потока слишком высока, сердечник больше не может принимать больше и насыщается. Форма волны насыщения показана в разделе 2, и хотя вы можете увидеть указанный «ток намагничивания» трансформатора, это почти всегда первичный ток холостого хода, включая ток насыщения .
Нереалистично ожидать, что какой-либо сетевой трансформатор останется значительно ниже насыщения на всех рабочих уровнях. Это потребовало бы, чтобы ядро было намного больше и дороже, чем обычно. Когда плотность потока сердечника превышает примерно 1,4 Тесла (кремнистая сталь), он начинает насыщаться. Как только сердечник полностью насыщен, он больше не существует, и ток ограничивается только сопротивлением цепи. Это недопустимо, но частичное насыщение на холостом ходу является обычным явлением, и это увеличивает кажущийся ток намагничивания.
Для трансформаторов, используемых в аудиосистеме (выходные трансформаторы вентилей, микрофонные или «линейные» трансформаторы и т. Д.), Сердечник должен работать значительно ниже насыщения при всех возможных напряжениях и частотах, чтобы предотвратить серьезные искажения. Для силовых трансформаторов характерно небольшое насыщение без нагрузки. Хотя это увеличивает ток холостого хода (и температуру) трансформатора, это также позволяет немного лучше регулировать, поскольку используется меньше витков, что снижает сопротивление обмотки.
Насыщение — сложный процесс, который не совсем понятен большинству любителей (и даже некоторым профессионалам).Степень допустимой насыщенности зависит от предполагаемого использования и допустимого искажения. При уменьшении частоты трансформатор будет больше насыщаться, если входное напряжение остается неизменным. Например, силовой трансформатор, рассчитанный на работу с частотой 60 Гц, обычно сильно насыщается на частоте 50 Гц, даже если напряжение правильное. Нормальная работа может быть восстановлена только в том случае, если входное напряжение уменьшается в том же соотношении, что и частота — от 60 Гц до 50 Гц составляет 17%, поэтому входное напряжение также должно быть уменьшено на 17%, чтобы получить расчетный ток «намагничивания».
4. Интересные факты о трансформаторах
Как обсуждалось выше, отношение импеданса — это квадрат отношения витков, но это только одна из многих интересных особенностей трансформаторов … (ну, Я, , в любом случае считаю, что они интересны).
Например, можно подумать, что увеличение числа витков приведет к увеличению плотности потока, поскольку больше витков вносят вклад в магнитное поле. На самом деле, верно обратное, и при том же входном напряжении увеличение числа витков приведет к уменьшению плотности потока и наоборот.Это нелогично, пока вы не поймете, что увеличение числа витков увеличивает индуктивность и, следовательно, уменьшает ток через обмотку.
Я уже упоминал, что коэффициент мощности (и фазовый сдвиг) меняется в зависимости от нагрузки, и это (хотя и довольно интересно) не имеет для большинства из нас никаких реальных последствий.
Очень интересное явление происходит, когда мы получаем ток от вторичной обмотки. Поскольку первичный ток увеличивается для питания нагрузки, мы ожидаем, что магнитный поток в сердечнике также увеличится (больше ампер, то же количество витков, больше потока).На самом деле плотность потока уменьшается! В идеальном трансформаторе без потерь в меди магнитный поток останется прежним — дополнительный ток питает только вторичную обмотку. В реальном трансформаторе, когда ток увеличивается, потери увеличиваются пропорционально, и первичное напряжение немного меньше (из-за сопротивления меди), поэтому магнитный поток при полной нагрузке на меньше, чем на без нагрузки. Об этом стоит немного пошуметь, так как это широко неправильно понимается. Хотя это уже было указано в начале, это настолько важно, что я повторю это еще раз…
Плотность магнитного потока в трансформаторе максимальна на холостом ходу, и она уменьшается, уменьшается с увеличением нагрузки.
Когда вы испытываете трансформатор без нагрузки, первичный ток возникает исключительно из-за тока намагничивания и дополнительного тока, вызванного частичным насыщением (почти все сетевые трансформаторы покажут некоторые свидетельства тока насыщения — см. Часть 2, Раздел 12.1). Предположим, что трансформатор работает от 230 В на первичной обмотке и имеет сопротивление первичной обмотки 10 Ом.Если мы теперь подключим нагрузку к вторичной обмотке, которая вызывает повышение первичного тока до 1 А, эффективное первичное напряжение уменьшится на 10 В (10 Ом × 1 А), поэтому оно упадет до 220 В. Плотность потока уменьшается пропорционально, и при более низком значении эффективного напряжения плотность потока должна быть меньше , когда ток отводится от вторичной обмотки.
Плотность потока от вторичной обмотки не оказывает никакого влияния, потому что любой дополнительный поток, создаваемый током нагрузки, равен, но противоположен тому, который вызывается первичным током, потому что направление потока тока противоположно (правило правой руки Флеминга).Это (IMO) «периферийная» тема, и она объясняет, почему вторичный ток не увеличивает плотность потока. Настоящая причина того, что плотность потока падает на , полностью связана с сопротивлением обмотки. Трансформатор, использующий «сверхпроводники» (нулевое сопротивление) для первичной и вторичной обмоток, будет поддерживать одинаковый магнитный поток независимо от тока нагрузки.
4,1 Индуктивность
Также важно понимать еще один интересный факт о трансформаторах сети . Мы склонны полагать, что индуктивность важна — в конце концов, это то, что мешает трансформатору потреблять 10 А или более из сети на холостом ходу.На самом деле индуктивность обычно не является параметром конструкции, а просто результатом правильного расчета числа витков на вольт. Индуктивность также является туманной цифрой, и ее значение составляет , а не константа, а меняется (или, по крайней мере, кажется, что меняется) в зависимости от условий. Когда у вас есть нужное количество витков первичной обмотки, индуктивность в значительной степени заботится о себе. Быстрый расчет продемонстрирует, что я имею в виду.
Предположим, тороидальный трансформатор на 600 ВА с измеренной индуктивностью 52 Гн при 50 Гц.Формула для индуктивности говорит нам, что ток намагничивания будет …
I _mag = В / (2 × π × f × L)
I _mag = 230 / (2 × π × 50 × 52) = 14 мА
Однако, когда этот трансформатор испытывается (см. Часть 2 — Ток намагничивания), фактически измеренный ток намагничивания составляет 42 мА — в 3 раза выше ожидаемого. Это происходит потому, что сердечник частично насыщен, а не , а не , потому что индуктивность ниже измеренной или рассчитанной.При работе при (намного) более низком напряжении, когда ток намагничивания не искажается (что означает, что нет насыщения сердечника вообще), ток намагничивания подчиняется формуле, показанной выше. Без насыщения сердечника ток определяется индуктивностью, напряжением и частотой, как и в любой катушке индуктивности. Однако трансформаторы (большинство) не являются индукторами как таковые !
Примечание: Для многих других трансформаторов индуктивность — это конструктивный параметр (и важный).Это относится к трансформаторам, используемым в импульсных источниках питания, или к аудио трансформаторам и другим, где критична низкочастотная характеристика. Это только с трансформаторами частоты сети (50 или 60 Гц), где нас действительно не заботит индуктивность, при условии, что ток намагничивания является ощутимым. «Разумность» определяется тем, как и где используется трансмиссия, и чего хотел достичь дизайнер. Здесь нет никаких «правил» — если он работает, как требуется (и согласно проектной спецификации), остается при приемлемой температуре, надежен и безопасен, то это все, что имеет значение.
Вот почему производители редко (если вообще когда-либо) указывают индуктивность трансформаторов сетевой частоты. Вместо этого (и если вам повезет), они могут сказать вам ток намагничивания без нагрузки при номинальном напряжении и частоте. Большинство даже не удосуживаются сказать вам об этом. В конце концов, вы все равно ничего не можете с этим поделать.
В предисловии я упомянул, что трансформатор не является индуктивным при работе с номинальной нагрузкой. Если мы представим тот же самый трансформатор, описанный выше (52H индуктивности), он будет потреблять 14 мА индуктивного тока на холостом ходу (без учета насыщения).Ток будет отставать от напряжения на 90 °, а коэффициент мощности, определяемый cos (Φ), равен cos (90) = 0. Если вторичная обмотка загружена так, что первичный ток нагрузки составляет всего 14 мА (общий ток теперь составляет 20 мА). , , а не 28 мА, как вы могли предположить), фазовый угол падает до 45 °, а коэффициент мощности увеличивается до cos (45) = 0,707 — при токе нагрузки всего 14 мА !
Если нагрузка такова, что первичный ток составляет около 5% или более номинального значения трансформатора (около 130 мА для трансформатора на 600 ВА), фазовый сдвиг составляет всего несколько градусов (около 5.6 °), а коэффициент мощности близок к единице (0,995 для обсуждаемого гипотетического трансформатора). Однако (и это важно) первичный ток является почти идеальным воспроизведением вторичного тока, и если вторичный ток нелинейный, первичный ток также является нелинейным. Выпрямительные и конденсаторные нагрузки, которые используются почти во всех линейных источниках питания, имеют низкий коэффициент мощности, но это связано с нелинейностью , а не с индуктивностью .
Итак, для обычных сетевых трансформаторов индуктивность не является частью спецификации и может считаться «случайной».Он должен существовать, чтобы ограничить ток холостого хода до разумного значения, но большая часть тока намагничивания возникает из-за частичного насыщения. Большинство сетевых трансформаторов необходимо испытывать при напряжении значительно ниже заданного входного напряжения сети, чтобы можно было измерить индуктивность. Типичный трансформатор 230 В должен быть измерен при напряжении не более 50-100 В, чтобы получить фактическую индуктивность.
Измерив индуктивность первичной обмотки, вы быстро обнаруживаете, что эти данные бесполезны — вы ничего не можете с ними поделать, и это не поможет вам понять ни на йоту.Отчасти это связано с тем простым фактом, что он меняется. Поскольку плотность потока внутри сердечника изменяется, также изменяется и измеренная индуктивность, так что это действительно бессмысленный параметр в более широкой схеме вещей. Трансформаторы предназначены для получения требуемых напряжения и тока на вторичной обмотке, а процесс проектирования основан на количестве витков первичной обмотки, необходимых для получения ощутимого тока холостого хода («намагничивания»).
Это в значительной степени балансирующее действие. Для данного размера сердечника более высокий ток намагничивания является результатом использования меньшего количества витков на первичной обмотке, и это улучшает регулирование, поскольку провод может быть больше.Однако, если ток холостого хода слишком высок, трансформатор будет перегреваться из-за насыщения сердечника из-за высокого первичного тока. Трансформатор , который никогда не работает на холостом ходу , может быть сконструирован таким образом, чтобы он был намного меньше, чем в противном случае.
Если мы предположим, что трансформатор для конкретного применения должен обеспечивать хорошее регулирование и что он всегда работает только при полной нагрузке, нет причин делать сердечник настолько большим, насколько это было бы необходимо в противном случае. Мы также можем использовать меньше витков и уменьшить резистивные потери.Современные трансформаторы для микроволновых печей попадают в эту категорию — если они работают без нагрузки, ток намагничивания может быть настолько высоким, что трансформатор может перегреться и выйти из строя, но при нормальной работе (питание магнетрона) они идеально подходят для этой работы. Большинство из них также охлаждаются вентилятором, что позволяет им быть еще меньше!
Когда трансформатор работает только с полной нагрузкой, ток намагничивания больше не является важным фактором, и количество необходимых витков основывается на эффективном напряжении на обмотке при полной нагрузке.Трансформатор мощностью 1 кВт обычно может иметь сопротивление первичной обмотки от 1,0 до 1,2 Ом, но если его можно уменьшить, потери в меди также уменьшатся. При 1 кВт первичный ток составляет 4,35 А, и это снизит напряжение, воспринимаемое трансформатором, возможно, на 5–6 В RMS. Вместо того, чтобы разрабатывать трансформатор для приятного низкого тока намагничивания при 230 В, он может быть рассчитан на несколько более высокий ток намагничивания при 225 В — один только ток намагничивания может составлять 1 или 2 А, а может быть и больше.
Попытка измерить индуктивность такого трансформатора — пустая трата времени.Вы сможете измерить это, но чтение не имеет значения. Даже более обычные сетевые трансформаторы находятся в той же лодке — индуктивность (возможно, с натяжкой) можно считать « показателем качества », но единственное, что действительно имеет значение, — это общий ток намагничивания, включая эффекты частичного насыщения. Не думайте ни на минуту, что обычные сетевые трансформаторы не насыщаются — каждый трансформатор, который я когда-либо измерял, потребляет в 2-5 раз больше тока, чем вы ожидаете, исходя только из одной индуктивности.Конечно, при нормальном рабочем напряжении они неразделимы.
Коэффициент индуктивности любого трансформатора (между первичной и вторичной обмотками) равен квадрату передаточного числа витков. Трансформатор, рассчитанный на сеть 230 В с измеренным выходным напряжением 23 В без нагрузки (полная нагрузка 20 В), имеет коэффициент трансформации 10: 1 (230: 23). Если вы измеряете индуктивность первичной обмотки (скажем) 30 Гн, вторичная индуктивность составляет 300 мГн. Это тоже бесполезно, но может пригодиться, если вы хотите использовать трансформатор в обратном направлении, например, с генератором и усилителем мощности.
4,2 Взаимная индуктивность
Одна из вещей, которая имеет тенденцию вызывать путаницу, связана с тем, как трансформатор «знает», что кто-то пытается получить ток из вторичной обмотки, поэтому первичный ток может быть увеличен пропорционально. Это происходит из-за взаимной индуктивности (также известной как взаимная связь или просто коэффициент связи) между обмотками. Когда две или более обмоток используют одну и ту же магнитную цепь, они связаны магнитным потоком. В идеальном трансформаторе эта связь равна единице, что означает, что любое возмущение на одной обмотке напрямую связано с другой (конечно, с учетом коэффициента трансформации).
Если муфта равна единице, обмотки действуют как единое целое. Электрическое разделение (изоляция) не имеет значения, поэтому попытка отвода тока из вторичной обмотки ничем не отличается от отвода тока от первичной — две обмотки соединены вместе и неразделимы. Конечно, настоящие трансформаторы не идеальны, но (что может удивить) это лишь немного меняет ситуацию. Это ключ к работе трансформатора, но (несмотря на его большое значение) он мало влияет на конструкцию трансформатора.Это также то, что вы не можете изменить — трансформатор такой, какой он есть, а параметры можно изменить только во время разработки.
Индуктивность утечки уменьшает взаимную индуктивность, предотвращая единичную связь. Однако в преобразователях частоты это практически ничего не меняет. Даже «обычные» трансформаторы (с ламинированием E-I) имеют сравнительно низкую индуктивность рассеяния (по сравнению с индуктивностью первичной обмотки), а тороидальные трансформаторы имеют очень низкую индуктивность рассеяния . Любой поток, который «утекает» из сердечника, не может проходить через две обмотки одинаково, что снижает эффективный поток во вторичной обмотке и уменьшает связь между ними.
Связь такова, что если бы вы управляли сетевым трансформатором от генератора сигналов с низким импедансом, все, что на вторичной обмотке, отражалось бы обратно к первичной. Если нагрузка представляет собой конденсатор, первичная обмотка будет казаться емкостной (опережающий коэффициент мощности). Когда нагрузка представляет собой резистор, первичная обмотка кажется резистивной. Первичная обмотка будет индуктивной только , если нагрузка — индуктор. Для проведения этого теста (что нетрудно сделать) ток, потребляемый от вторичной обмотки, должен быть как минимум в 10 раз (а предпочтительно в 100 раз) больше, чем ток намагничивания (ток холостого хода из-за индуктивности первичной обмотки трансформатора.
Например, если трансформатор имеет индуктивность первичной обмотки (при низком напряжении) 100 Гн, ток намагничивания будет около 390 мкА при 50 Гц. Вам необходимо потреблять не менее 39 мА от вторичной обмотки, и этого достаточно, чтобы напряжение и ток в первичной обмотке находились в пределах менее одного градуса друг от друга. Если вы теперь подключите конденсатор, который потребляет такой же ток (это необходимо рассчитать на основе напряжения и частоты), первичная обмотка окажется полностью емкостной.
Это аспект взаимной связи, который редко объясняется, но понимание этой простой концепции означает, что вы можете избежать целой кучи довольно утомительной математики, которая на самом деле не поможет вам понять задействованные принципы.Как знают постоянные читатели, я не буду приводить подробных формул, если они никому не помогут понять, как что-то работает. Это показательный пример. Использование формулы почти ничего не покажет, но если вы запустите тест для себя, вы, , поймете, как это работает.
4,3 Импеданс
Трансформатор не имеет определенного импеданса. Вы можете извиниться за то, что думаете иначе, но это потому, что некоторые трансформаторы предназначены для выходных каскадов ламповых усилителей или для номинальных сигнальных линий 600 Ом (например).Для выходного трансформатора отношения импеданса определяются для соответствия анодному сопротивлению / импедансу конкретных выходных клапанов и преобразуются в импеданс, подходящий для громкоговорителя. В этой роли важна индуктивность первичной обмотки , поскольку она должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить хорошее соединение между лампами и динамиками на самой низкой интересующей частоте.
Это кратко рассматривается в этом разделе и более подробно рассматривается в разделе 2.Хотя индуктивность важна, еще более важно обеспечить, чтобы сердечник оставался вдали от даже частичного насыщения на самых низких частотах. Вот почему хорошие выходные трансформаторы такие большие и дорогие. Однако важно понимать, что, хотя трансформатор разработан и рекламируется как (например) 6 кОм P-P: 8 Ом, это не означает, что сам трансформатор имеет такие импедансы. То, что означает , заключается в том, что при питании от источника 6 кОм (пара выходных клапанов) выходное сопротивление будет таким, что максимальная мощность будет подаваться на нагрузку 8 Ом.
Точно такой же трансформатор может питаться от источника 3 кОм и выдавать максимальную мощность на нагрузку 4 Ом. Он также работает с более высоким импедансом источника, но тогда индуктивность может быть недостаточно большой для обеспечения хорошего воспроизведения низких частот. Требуемая индуктивность определяется импедансом источника и наименьшей интересующей частотой — обычно 40 Гц для многих ламповых усилителей. Итак, используя приведенный пример, можно определить индуктивность и частоту -3 дБ …
L = Z / (2 × π × f _{-3 дБ}) (где Z — импеданс источника, а f _{-3 дБ} — частота -3 дБ)
L = 6k / (2 × π × 40) = 24H
Как должно быть очевидно, по мере увеличения импеданса источника требуется больше индуктивности для той же частоты -3 дБ.Это также требует, чтобы поток в сердечнике оставался значительно ниже насыщения. Даже небольшая насыщенность вызывает грубые искажения. Некоторые утверждают, что это искажение не так нежелательно, как можно было бы представить, потому что оно спадает с увеличением частоты. Однако, если низкая и высокая частота передаются одновременно, более высокая частота также будет искажена — как только ядро начинает насыщаться, все частоты , присутствующие в данный момент, искажаются, а не только частота, вызывающая насыщение.
5. Примеры использования трансформатора
Это лишь краткое описание множества применений трансформаторов. В этом разделе я отказался от источников питания с переключаемым режимом и представлю только наиболее распространенные линейные приложения. Применение источников питания более полно рассматривается в Разделе 2, а также в статье о проектировании линейных источников питания.
Было бы невозможно охватить все аспекты трансформаторов и их использования, поскольку они очень разнообразны и используются во многих разных вещах.Компьютерные сетевые карты, модемы, усилители мощности и микроволновые печи, автомобильные и морские системы зажигания, катушки Тесла и фонокорректоры с подвижной катушкой, распределение мощности от электростанции до вашего дома … это очень маленькая выборка из разнообразие скромного трансформера (ну, может, не так уж и скромно).
5.1 — Выходной каскад двухтактного клапана
Трансформаторы используются не только в источниках питания, но и в других областях.Почти все ламповые усилители мощности используют трансформатор для выходного каскада, который преобразует высокий импеданс анодов в импеданс громкоговорителя, а также обеспечивает подачу напряжения на выходные клапаны. Здесь не было показано никаких смещений или других компонентов поддержки — для получения дополнительной информации см. Как работают усилители. Еще одна ссылка на ступени клапана находится в разделе «Клапаны».

Рисунок 5.1 — Выходной каскад двухтактного клапана
Рисунок 5.1 показывает, как это работает. Работа первичной обмотки может поначалу вас удивить, но это вполне соответствует всей теории. Показанное напряжение питания составляет 500 В, и мы предполагаем, что клапан может включаться достаточно сильно, чтобы уменьшить его до нуля поочередно на каждом конце обмотки. В действительности это не так, потому что клапаны не имеют достаточно низкого внутреннего импеданса, но это упрощает объяснение.
Ни один из клапанов не будет потреблять значительный ток без сигнала, а потребляемая величина не намагничивает сердечник.Причина проста — через каждую секцию первичной обмотки проходит равный ток, но в противоположных направлениях. Магнитное поле, создаваемое одной половиной обмотки, компенсируется магнитным полем второй половины, оставляя чистый установившийся магнитный поток равным нулю.
Когда клапан V1 полностью включается, напряжение на его конце обмотки снижается до нуля, а напряжение на аноде V2 составляет 1000 вольт. Так должно быть, иначе теория трансформаторов развалилась.Первичная обмотка работает как «автотрансформатор». Аналогичным образом, когда V1 выключается, а V2 включается, ситуация меняется на противоположную. Вы вполне можете спросить, зачем вообще нужны 2 клапана? Казалось бы, напряжение от одного клапана вполне способно качнуть напряжение из одной крайности в другую.
Это не так. Поскольку клапан может только включаться, он сможет подавать ток только на половину формы волны. В двухтактной конструкции класса A каждый клапан обычно пропускает 1/2 максимального пикового тока, необходимого на холостом ходу, и полный пиковый ток при включении на максимум до искажения (другой клапан выключен).В случае двухтактной конструкции насыщение сердечника отсутствует из-за постоянного тока (который, как и раньше, компенсируется), поэтому, хотя необходимы два клапана, трансформатор будет меньше и будет иметь гораздо лучшие характеристики. Для несимметричных усилителей класса A требуется очень большой сердечник с воздушным зазором для предотвращения насыщения. Это резко снижает производительность трансформатора, увеличивает искажения и ухудшает низкочастотную характеристику из-за более низкой индуктивности. Также могут отрицательно сказаться высокие частоты, потому что воздушный зазор заставляет часть магнитного потока «просачиваться» из сердечника.Это одна из причин возникновения индуктивности рассеяния (более подробно рассматривается в разделе 2).
Стоит отметить, что эффективное размах размаха по всей первичной обмотке трансформатора составляет 2000 В. Когда V1 полностью включен, он имеет нулевое напряжение (только для нашего примера) на пластине, а V2 имеет напряжение на пластине 1000 В. V1 и V2 имеют одинаковые пики напряжения, но сдвинуты по фазе на 180 градусов. Таким образом, полное напряжение на трансформаторе является суммой двух напряжений. С точки зрения переменного тока линию питания B + можно рассматривать как нулевое напряжение (помните, что она будет шунтироваться с большой емкостью).
Среднеквадратичное значение напряжения (с учетом синусоиды и игнорирования потерь) легко рассчитывается по стандартной формуле …
5.1.1 Вп = Вп-пик / 2
Чтобы получить пиковое значение от пика к пику, затем …
5.1.2 Vrms = Vp / √2
Чтобы найти среднеквадратичное значение.
В этом случае размах напряжения составляет 2000 В, поэтому от пика до 1000 В. Среднеквадратичное значение составляет 707 В.
5.2 Выход на несимметричный триод (SET)
Рисунок 5.2 показана базовая компоновка выходного каскада усилителя SET. Полный постоянный ток должен протекать через первичную обмотку трансформатора, и, как обсуждалось выше, в сердечнике должен быть воздушный зазор, чтобы предотвратить насыщение. Поскольку воздушный зазор снижает эффективность магнитного пути, сердечник должен быть значительно больше, чем в противном случае.

Рисунок 5.2 — Выходной каскад на несимметричном триоде
Сердечник работает только с одной полярностью потока, которая меняется в зависимости от сигнала.Можно подумать, что только это уменьшит искажения, поскольку поток никогда не пересекает нулевую точку, но это не так. По-прежнему необходимо, чтобы поток изменял направление, и характеристики магнитных материалов указывают на то, что сопротивление изменению (а не абсолютная полярность магнитного поля) является доминирующим фактором. Клапан (и первичная обмотка трансформатора) теперь должны пропускать ток, равный пиковому переменному току, требуемому нагрузкой — конечно, в зависимости от коэффициента трансформации.
Максимальное отрицательное колебание (клапан включен) удвоит этот ток, и он будет уменьшен почти до нуля при выключении клапана (положительное колебание). Когда ток уменьшается ниже среднего постоянного (покоящегося) тока, напряжение на трансформаторе увеличивается в противоположной полярности — отсюда и тот факт, что напряжение на пластине превышает напряжение питания. Это одна из областей, где трансформатор на самом деле является индуктором , а работа схемы зависит от накопленного «заряда» индуктора.Вторичная обмотка просто передает напряжение на нагрузку.
Для той же выходной мощности клапан в несимметричной цепи должен быть значительно больше, чем требуется для двухтактной схемы, из-за более высокого рассеяния, необходимого для дополнительного тока. Есть также много других проблем с этой схемой — в частности, высокие искажения и сравнительно высокий выходной импеданс.
Не менее важная проблема заключается в том, что преимущество дополнительного размаха напряжения при использовании трансформатора с центральным ответвлением теперь утрачено, поэтому максимальное среднеквадратичное напряжение, которое может быть разработано, составляет 353 В — значительное падение первичного переменного напряжения (опять же без учета потерь, это ровно половина).Это означает, что нагрузка клапана выше при том же импедансе динамика, потому что коэффициент трансформации меньше, поэтому мы снова получаем меньшую мощность.
Постоянные читатели знают, что я считаю «НАБОР» мерзостью. Заявленные преимущества в основном видны (или ухом) смотрящего и не выдерживают ни малейшей проверки.
5.3 Приложения линейного уровня Трансформаторы
также используются для «линейных» приложений с низким энергопотреблением, как правило, для балансных микрофонных входов и линейных выходных каскадов.Трансформатор не имеет себе равных для реальных симметричных схем, поскольку вход или выход действительно плавающий и не требует заземления. Это означает, что синфазные сигналы (то есть любой сигнал, общий для обоих сигнальных проводов) почти полностью отклоняются.
На рис. 5.3 показан симметричный вход трансформатора, преобразующийся в несимметричный. Сигнал усиливается и снова отправляется на выходной трансформатор для распределения в виде сбалансированного сигнала. «Усилитель», как правило, представляет собой микшерный пульт и принимает сигналы микрофонного или линейного уровня в качестве входа (идущие от сцены к зоне микширования), а конечный микшированный выход отправляется обратно на сцену для основного (передний дома) усилители и колонки громкой связи.От микрофона до микшера и обратно к основным усилителям может быть более 100 метров кабеля, и при этом практически не будет слышен какой-либо шум.

Рисунок 5.3 — Симметричный микрофонный и линейный выходы
Раньше телефонная система полностью зависела от трансформаторов для передачи сигнала от АТС (или центрального офиса в США) на оборудование в помещении клиента (CPE). Телефонный коммутатор, используемый в офисах, оборудовании (PABX — Private Automatic Branch Exchange, или PBX для США) по-прежнему использует трансформаторы почти для всех входящих цепей, будь то аналоговые или цифровые.
Принцип точно такой же, как и для показанного выше аудиоприложения, за исключением того, что для телефонных цепей обычно присутствует постоянное напряжение для питания CPE (в случае домашнего телефона) и для обеспечения некоторой базовой сигнализации. В современных схемах PABX используются трансформаторы с ферритовым сердечником и схема развязки постоянного тока, чтобы гарантировать, что постоянный ток не протекает через обмотки трансформатора, поскольку это ухудшает характеристики так же, как и выходной трансформатор для усилителя мощности SET. (Обратите внимание, что многие абонентские цепи теперь управляются через специально изготовленные ИС, которые исключают трансформатор.)
Аудиоприложения для трансформаторов в симметричных схемах пришли из телекоммуникационной отрасли, где впервые были придуманы эти концепции. Телефонная линия может иметь длину 4 км и более и не экранирована, поэтому метод устранения гула и шума был необходим. Сегодня существуют десятки (сотни?) Миллионов трансформаторов, используемых для соединений Ethernet LAN, и розетки RJ45 доступны со встроенными трансформаторами.
6. Безопасность
Безопасность является основным фактором для любого силового трансформатора (а в случае телекоммуникаций — разделительных трансформаторов), и электрический контакт между первичной и вторичной обмотками не должен допускаться в соответствии с при любых реальных условиях неисправности .Во всех странах есть стандарты безопасности, которые применяются к трансформаторам, где важна электрическая изоляция, и если есть какие-либо сомнения в безопасности трансформатора для конкретной цели, убедитесь, что вы убедитесь, что трансформатор соответствует соответствующему стандарту (-ам). Рассмотрение всех возможных стандартов и вопросов соответствия выходит за рамки данной статьи, поэтому я оставлю это вам — и вашему поставщику.
Многие силовые трансформаторы оснащены внутренним предохранителем, работающим только на один раз, который размыкает цепь в случае превышения заданной температуры.Эта температура выбрана в качестве максимальной безопасной температуры обмоток перед тем, как изоляция расплавится или сломается, поэтому в случае неисправности плавкий предохранитель сработает до того, как будет повреждена изоляция, и компонент станет потенциально опасным. Это также помогает предотвратить риск пожара (и нет, это не предназначено для юмора — мой друг сгорел дотла из-за неисправного силового трансформатора в видеомагнитофоне — по мнению следователей по пожарам.Правдивая история!). См. Рис. 6.1 (ниже) в качестве примера того, насколько плохо может быть, если трансформатор не защищен.
После размыкания плавкого предохранителя трансформатор необходимо выбросить, так как обычно невозможно получить доступ к предохранителю для его замены. Это не так глупо, как может показаться, поскольку термическое разрушение перегретой изоляции невозможно предсказать, и трансформатор может быть небезопасным, если его все еще можно использовать.
Существуют трансформаторы, которые спроектированы так, чтобы быть «изначально безопасными», и у них обычно есть обмотки на отдельных участках сердечника, а не в физическом контакте друг с другом.Если сердечник соединен с заземлением с электробезопасностью (что обычно является обязательным), никакой метод отказа (включая полное расплавление) в первичной обмотке не позволит сетевому напряжению появиться на вторичной. Боковые обмотки являются следующими по безопасности, и, хотя первичная и вторичная обмотки находятся на одной катушке, используемый материал выбран таким образом, чтобы выдерживать высокие температуры и обеспечивать разделение обмоток. Тороидальные сердечники и другие трансформаторы с концентрической намоткой являются наименее безопасными, поскольку единственное разделение между первичной и вторичной обмотками — это довольно тонкий слой изоляции.Это одна из причин того, что термопредохранители часто используются с тороидами. Обратите внимание, что любой трансформатор, классифицированный как «безопасный по своей природе», обычно должен соответствовать очень строгим условиям утверждения в большинстве стран.

Рисунок 6.1 — Расплавление трансформатора
На рис. 6.1 показан трансформатор, который я снял с ремонтных работ. Это полный расплав, и остатки пластиковой шпульки видны достаточно четко. В любой цепи чрезвычайно важно защитить пользователя от контакта с сетью, если это произойдет.В этом случае бобина расплавилась от обмоток, капала на основание оборудования и в целом создавала большой беспорядок. Несмотря на все это, не было электрического соединения между первичной и вторичной обмотками или пластинами. Это был хорошо сделанный трансформатор (он вышел из строя из-за большой продолжительной перегрузки, а не из-за отказа самого трансформатора).
Надлежащее защитное заземление — единственный реальный способ гарантировать, что трансформатор, который выходит из строя катастрофически (например, показанный на рисунке), не приводит к подаче напряжения на шасси — не все трансформаторы созданы равными, когда речь идет о безопасности.Правильный предохранитель гарантирует, что предохранитель перегорит — надеюсь, с до электрическая безопасность будет под угрозой. Тепловой предохранитель не позволил бы ситуации стать настолько плохой, как показано на рисунке, но трансформатор был бы так же мертв.
7. Шум
Трансформаторы шумят. Это не только электрический шум, который создается опасной формой волны тока через обмотки, диоды и конденсаторы фильтра, но и реальный слышимый шум. Одним из источников является вибрация обмотки из-за движения провода из-за магнитного поля и тока, протекающего по проводникам.Этого следует избегать любой ценой, поскольку постоянная вибрация в конечном итоге приведет к износу изоляции, короткому замыканию обмоток и выходу трансформатора из строя. К счастью, это довольно необычно, но иногда случается (и случается).
Большая часть шума исходит от пластин или другого материала сердечника, который сжимается под воздействием сильного магнитного поля. Это называется магнитострикцией и происходит в большей или меньшей степени со всеми магнитными материалами. Стетоскоп проверит источник шума, и нет ничего или почти ничего, что могло бы его остановить.Упругая установка предотвратит акустическое усиление большей части шума шасси, и, как правило, шум будет хуже без нагрузки. В некоторых случаях трансформатор может быть рассчитан на 60 Гц, но используется на 50 Гц. В этом случае плотность потока, вероятно, превысит максимально допустимую для сердечника (который насыщается), и трансформатор станет намного горячее, чем должен, и почти наверняка будет намного более шумным. Тороидальные трансформаторы обычно намного тише, чем ламинированные EI (т.е.е. обычные) типы.
Большинство (все?) Трансформаторов, разработанных специально для 60 Гц, в конечном итоге выйдут из строя с сетью 50 Гц из-за перегрева. Обратное неверно, и трансформаторы с частотой 50 Гц могут вполне безопасно работать с частотой 60 Гц.
Еще одна проблема с пластинами E-I заключается в том, что они могут быть недостаточно хорошо скреплены друг с другом, и это, в частности, позволяет внешним пластинам вибрировать. Обычные трансформаторы более высокого качества обычно пропитывают лаком (иногда под вакуумом) и запекают в умеренной печи до готовности…. ой, то есть до полного высыхания лака. Это связывает пластинки и обмотки вместе, предотвращая шум, а также делая трансформатор более устойчивым к повреждениям водой или другими загрязнениями и / или в условиях высокой влажности (например, в тропиках).
Щелкните любой из вышеперечисленных разделов, чтобы просмотреть остальные разделы этой серии. Как вы, наверное, заметили, трансформаторы все-таки не так просты.
Список литературы
Эти ссылки являются общими для обоих разделов статьи, хотя большинство из них относится только к разделу 2.Во время составления этих статей было исследовано бесчисленное количество различных веб-страниц, и, хотя некоторые из них были интересными, большинство использовалось минимально. Из тех, кого я действительно помню (сложная задача сама по себе, учитывая огромное количество поисков, которые мне приходилось делать), я должен поблагодарить следующие веб-страницы (в алфавитном порядке) …
Амидон
Школа ATDL (Армия США)
Трансформеры Jensen
Mitchell Electronics Corporation
Томи Энгдал — (ePanorama.нетто)
Я рекомендую статью «История трансформатора», хотя и не используется в качестве справочной. Он не технический, но дает некоторое представление о разработке трансформаторов в том виде, в каком мы их знаем.
Кроме того, я использовал различные другие ссылки, но особенно (в порядке полезности) …
Следующие (слегка отредактированные) определения взяты из Единицы измерения Авторское право на сайт «
Единицы измерения» принадлежит Расс Роулетту и Университету Северной Каролины в Чапел-Хилл.
(Определения использованы с разрешения автора.)
Тесла (Тл) — плотность потока (или напряженность поля) для магнитных полей (также называемая магнитной индукцией). Напряженность магнитного поля можно измерить, поместив в поле проводник с током. Магнитное поле оказывает на проводник силу, которая зависит от силы тока и длины проводника. Один тесла определяется как напряженность поля, генерирующая один Ньютон силы на ампер тока на метр проводника.Эквивалентно, одна тесла представляет собой плотность магнитного потока, равную одному Веберу на квадратный метр площади. Поле в один тесла довольно сильно: самые сильные поля, доступные в лабораториях, составляют около 20 тесла, а плотность магнитного потока Земли на ее поверхности составляет около 50 микротесла (мкТл). Одна Тесла равна 10 000 Гс. Tesla, определенная в 1958 году, названа в честь Николы Теслы (1856-1943), чья работа в области электромагнитной индукции привела к появлению первых практических генераторов и двигателей, использующих переменный ток (к большому раздражению Эдисона, который утверждал, что постоянный ток был « более безопасным »). .
Weber (Wb) — магнитный поток. «Поток» — это скорость (в единицу времени), с которой что-то пересекает поверхность, перпендикулярную потоку. В случае магнитного поля магнитный поток через перпендикулярную поверхность является произведением плотности магнитного потока в теслах и площади поверхности в квадратных метрах. Если переменное магнитное поле проходит перпендикулярно круговой петле из проводящего материала (один виток), изменение поля индуцирует электрический потенциал в петле.Если поток изменяется с постоянной скоростью один Вебер в секунду, индуцированный потенциал составляет один вольт. Это означает, что численно поток в веберах равен потенциалу в вольтах, который был бы создан путем равномерного сжатия поля до нуля за одну секунду. Один Вебер — это поток, индуцированный таким образом током, изменяющимся с постоянной скоростью один ампер в секунду. Единица посвящена немецкому физику Вильгельму Эдуарду Веберу (1804–1891), одному из первых исследователей магнетизма.
Основной индекс
Указатель статей
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2001. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.
Страница создана и авторские права © 17 марта 2001 г. / обновлено 25 июня 2005 г. / ноя 2018 — незначительные обновления, удалены мертвые ссылки. / Ноя 2018 — добавлена взаимная индуктивность.

Состояние нагрузки трансформатора при включенном состоянии — векторная диаграмма при различной нагрузке
Когда трансформатор находится в нагруженном состоянии, вторичная обмотка трансформатора подключена к нагрузке. Нагрузка может быть резистивной, индуктивной или емкостной. Ток I ₂ протекает через вторичную обмотку трансформатора.Величина вторичного тока зависит от напряжения на клеммах V ₂ и полного сопротивления нагрузки. Фазовый угол между вторичным током и напряжением зависит от характера нагрузки.
Состав:
Работа трансформатора под нагрузкой
Работа трансформатора под нагрузкой объясняется ниже:
Когда вторичная обмотка трансформатора остается открытой, он потребляет ток холостого хода из основного источника питания.Ток холостого хода индуцирует магнитодвижущую силу N ₀ I ₀, и эта сила создает магнитный поток Φ в сердечнике трансформатора. Схема трансформатора в режиме холостого хода показана на рисунке ниже:
Разность фаз между V ₁ и I ₁ дает угол коэффициента мощности ϕ ₁ первичной стороны трансформатора.
Коэффициент мощности вторичной обмотки зависит от типа нагрузки, подключенной к трансформатору.
Если нагрузка индуктивная, как показано на приведенной выше векторной диаграмме, коэффициент мощности будет отстающим, а если нагрузка емкостная, коэффициент мощности будет опережающим. Полный первичный ток I ₁ представляет собой векторную сумму токов I ₀ и I ₁ ’. т.е.
Векторная диаграмма трансформатора на индуктивной нагрузке
Векторная диаграмма реального трансформатора при индуктивной нагрузке показана ниже:
Схема трансформатора на индуктивной нагрузке
Шаги по построению векторной диаграммы
Возьмем флюс ϕ, эталон
Индуцирует ЭДС E ₁ и E ₂ отстает от потока на 90 градусов.
Составляющая приложенного напряжения к первичной обмотке, равная наведенной ЭДС в первичной обмотке и противоположная ей. E ₁ представлен V ₁ ’.
Ток I ₀ отстает от напряжения V ₁ ’на 90 градусов.
Отстает коэффициент мощности нагрузки. Следовательно, ток I ₂ протягивается с отставанием от E ₂ на угол ϕ ₂.
Сопротивление и реактивное сопротивление утечки обмоток приводят к падению напряжения, и, следовательно, напряжение на вторичных клеммах V ₂ является разностью фаз E ₂ и падением напряжения.
В ₂ = E ₂ — падение напряжения
I ₂ R ₂ находится в фазе с I ₂ и I ₂ X ₂ находится в квадратуре с I ₂.
Полный ток, протекающий в первичной обмотке, равен векторной сумме I ₁ ’и I ₀.
Приложенное первичное напряжение V ₁ представляет собой векторную сумму V ₁ ’и падения напряжения в первичной обмотке.
Ток I ₁ ’отображается равным и противоположным току I ₂
В ₁ = V ₁ ’+ падение напряжения
I ₁ R ₁ находится в фазе с I ₁ и I ₁ X _I находится в квадратуре с I ₁.
Разность векторов между V ₁ и I ₁ дает угол коэффициента мощности ϕ ₁ первичной стороны трансформатора.
Коэффициент мощности вторичной обмотки зависит от типа нагрузки, подключенной к трансформатору.
Если нагрузка индуктивная, как показано на приведенной выше векторной диаграмме, коэффициент мощности будет отстающим, а если нагрузка емкостная, коэффициент мощности будет опережающим. Где I ₁ R ₁ — падение сопротивления в первичной обмотке
I ₂ X ₂ — падение сопротивления во вторичной обмотке
Аналогично
Векторная диаграмма трансформатора на емкостной нагрузке
Трансформатор на емкостной нагрузке (нагрузка с опережающим коэффициентом мощности) показан ниже на векторной диаграмме.
Фазорная схема трансформатора на емкостной нагрузке
Этапы построения векторной диаграммы при емкостной нагрузке
Возьмите флюс ϕ эталон
Индуцирует ЭДС E ₁ и E ₂ отстает от потока на 90 градусов.
Составляющая приложенного напряжения к первичной обмотке, равная наведенной ЭДС в первичной обмотке и противоположная ей. E ₁ представлен V ₁ ’.
Ток I ₀ отстает от напряжения V ₁ ’на 90 градусов.
Коэффициент мощности нагрузки опережающий. Следовательно, ток I ₂ идет впереди E ₂
Сопротивление и реактивное сопротивление утечки обмоток приводят к падению напряжения, и, следовательно, напряжение на вторичных клеммах V ₂ является разностью векторов E ₂ и падением напряжения.
В ₂ = E ₂ — падение напряжения
I ₂ R ₂ находится в фазе с I ₂ и I ₂ X ₂ находится в квадратуре с I ₂.
Ток I ₁ ’отображается равным и противоположным току I ₂
Полный ток I ₁, протекающий в первичной обмотке, является векторной суммой I ₁ ’и I ₀.
Приложенное первичное напряжение V ₁ представляет собой векторную сумму V ₁ ’и падения напряжения в первичной обмотке.
В ₁ = V ₁ ’+ падение напряжения
I ₁ R ₁ находится в фазе с I ₁ и I ₁ X _I находится в квадратуре с I ₁.
Разность векторов между V ₁ и I ₁ дает угол коэффициента мощности ϕ ₁ первичной стороны трансформатора.
Коэффициент мощности вторичной обмотки зависит от типа нагрузки, подключенной к трансформатору.
Это все о векторной диаграмме при различных нагрузках.
Неидеальный трансформатор
Неидеальный трансформатор Подразделы
Многие симуляторы поддерживают неидеальные трансформаторы (например,грамм. взаимный индуктор в SPICE). Часто используемая модель состоит из конечных индуктивностей и несовершенное соединение (индуктивность строу). В этой модели три параметры: индуктивность первичной катушки, индуктивность вторичная обмотка и коэффициент связи.
Эту модель можно заменить эквивалентной схемой, изображенной на рисунок 9.4. Значения рассчитываются следующим образом.

Рисунок 9.4: Схема замещения неидеального трансформатора
Y-параметры этого компонента:
Кроме того, его S-параметры:
(9.49)

(9,50)

(9.51)

(9,52)

(9,53)

(9,54)
Также включая омическое сопротивление и для каждой катушки, приводит к следующим Y-параметрам:
Построение S-параметров приводит к слишком большим уравнениям.Численно Поэтому рекомендуется преобразование Y-параметров в S-параметры.
Записи матрицы MNA при анализе постоянного тока и корреляция шума Матрицы этого трансформатора:
(9,58)

(9,59)

(9.60)
Трансформатор с тремя связанными катушками индуктивности имеет три фактора связи. , а также .Его Y-параметры записываются следующим образом (номера портов соответствуют рисунку 9.3).
Более общий подход для связанных катушек индуктивности может быть получен следующим образом: используя закон индукции:
(9,68)

где и — напряжение и ток через индуктор соответственно. это его индуктивность. Катушка индуктивности в сочетании с другими индуктивностями. Соответствующая муфта факторами являются и есть токи через индукторы.
Реализовать этот подход с помощью матрицы MNA очень просто: каждый индуктивности требуется дополнительная строка матрицы. Соответствующие элемент в матрице. Если две катушки индуктивности связан перекрестный элемент в матрице . Для двух связанных индукторов это дает:
(9,69)
Очевидно, что у этого подхода есть преимущество: он также работает при нулевом индуктивности и единичных коэффициентов связи и расширяется для любых количество индукторов.Его недостаток состоит в том, что он увеличивает МПЯО. матрица.
Матрица S-параметров этого компонента получается преобразованием Матрица Z-параметров компонента. Матрица Z-параметров может быть построена по следующей схеме: самоиндуктивности на главная диагональ и взаимные индуктивности в недиагональных записях.
(9,70)
Это матричное представление не содержит вторых выводов индуктивности.Вот почему матрица Z-параметров должна быть преобразована в матричное представление Y-параметра, которое затем расширяется до содержат дополнительные клеммы.
(9.71)

Результирующая матрица Y-параметров может быть преобразована в соответствующий S-параметры численно по ур. (15.7).

Этот документ был создан Stefan Jahn на 2007-12-30 с использованием latex2html.
Индуктивность
— как бесконечное реактивное сопротивление первичной или вторичной обмотки идеального трансформатора может потреблять ток?
Как может бесконечное реактивное сопротивление первичной или вторичной обмотки идеальный трансформатор тока потребления?
Для двух связанных индукторов имеем два связанных уравнения:
$$ v_1 = L_1 \ frac {di_1} {dt} + M \ frac {di_2} {dt} $$
$$ v_2 = M \ frac {di_1} {dt} + L_2 \ frac {di_2} {dt} $$
где \ $ M = k \ sqrt {L_1L_2} \ $ — взаимная индуктивность, а \ $ k \ $ — коэффициент связи.Предположим, что с этого момента идеальная связь \ $ k = 1 \ $.
Используя векторную нотацию, приведенные выше уравнения имеют вид
$$ V_1 = j \ omega (L_1 I_1 + M I_2) $$
$$ V_2 = j \ omega (M I_1 + L_2 I_2) $$
Итак, по (фазовому) закону Ома должно быть так, что
$$ V_2 = I_2Z_2 $$
, где \ $ Z_2 \ $ — импеданс, подключенный к вторичной обмотке.
Отсюда следует, что
$$ \ frac {I_2} {I_1} = \ frac {j \ omega M} {Z_2 — j \ omega L_2} $$
Итак, для конечных \ $ L_1, L_2 \ $ отношение вторичного тока к первичному току является функцией частоты , даже если существует идеальная связь .
Когда частота стремится к нулю, отношение стремится к нулю. Когда частота становится произвольно большой, отношение стремится к
$$ \ frac {I_2} {I_1} \ rightarrow — \ sqrt {\ frac {L_1} {L_2}} = — \ frac {N_1} {N_2} $$
Теперь, сохраняя соотношение \ $ \ sqrt {\ frac {L_1} {L_2}} \ $ , константу , позволяя как \ $ L_1 \ $, так и \ $ L_2 \ $ становиться произвольно большими, мы имеем
$$ \ frac {I_2} {I_1} = \ frac {j \ omega M} {Z_2 — j \ omega L_2} \ rightarrow \ frac {j \ omega M} {- j \ omega L_2} = — \ sqrt { \ frac {L_1} {L_2}} = — \ frac {N_1} {N_2} $$
Суть в следующем: хотя отдельные реактивные сопротивления уходят в бесконечность, а отдельные индуктивности уходят в бесконечность, реактивные сопротивления «уравновешиваются», оставляя хорошо известный результат истинным на любой частоте .
Другими словами, ответ на ваш вопрос можно найти, взяв предел по мере того, как индуктивности стремятся к бесконечности, и наблюдая, что частотно-зависимые реактивные сопротивления в числителе и знаменателе становятся частотно-независимым ненулевым отношением.
Неиндуктивные высокочастотные шунты | Коаксиальные шунты
О резисторе для просмотра тока (CVR) / неиндуктивных коаксиальных шунтирующих резисторах
Наш ассортимент CVR — это неиндуктивные высокочастотные коаксиальные шунты , предназначенные для работы в широком диапазоне пропускная способность, с системами питания как переменного, так и постоянного тока, особенно где фазовый угол имеет решающее значение во время Системы измерения импеданса и калибровки мощности.Очень полезно для добавления или расширения текущего диапазона Анализаторы АЧХ и мультиметры. CVR могут использоваться с измерителями угла сдвига фаз, где требуется угол сдвига фаз между напряжением-напряжением, напряжением-током или током-током, что идеально подходит для фазовой защиты, измерителей мощности, ваттметров, измерителей энергии и калибровки трансформаторов тока.
CVR
— это прочные высокочастотные резисторы, предназначенные для выдерживания очень высокой пиковой мощности и тока на входе, генерируемого конденсаторными батареями, системами импульсных генераторов и токовыми нагрузками в установившемся режиме.Их линейный отклик в широком диапазоне частот обеспечивает точное указание величины тока без индуктивных составляющих. В конструкции CVR заложена связь между основными электрическими параметрами, такими как сопротивление, пропускная способность, энергоемкость и номинальная мощность. Это означает, что мы предлагаем широкий ассортимент стандартных устройств с широким диапазоном спецификаций.
НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ
Хотя большинство CVR предназначены в первую очередь для измерения импульсных токов, их прочная конструкция и резистивные элементы с низким температурным коэффициентом сделали их идеально подходящими для ряда приложений в установившемся режиме.Таким образом, для каждой серии резисторов указана средняя номинальная мощность, применимая к непрерывной токовой нагрузке. Следует проявлять осторожность в схемах, включающих либо переменный ток, либо импульсные токи с высокой скважностью, чтобы этот номинал не превышался, поскольку это может привести к повреждению CVR из-за перегрева. По запросу мы можем поставить резисторы специальной конструкции, которые увеличивают стандартную номинальную мощность до высокого значения в зависимости от модели.
ЧАСТОТА
Полоса пропускания CVR по существу плоская от постоянного тока до верхнего предела, определяемого в первую очередь скин-эффектом в резистивном элементе.12 ампер / сек.
ЗНАЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Если не указано иное, резисторы поставляются с допуском сопротивления ± 4% от номинального значения. Кроме того, к каждому устройству прилагается мост Кельвина, определяющий его точное сопротивление с точностью до ± 0,2%. Тепловой коэффициент коаксиальных шунтов составляет 8-10 ppm / градус Цельсия. Может поставляться широкий диапазон специальных значений сопротивления для любого из наших стандартных блоков.
МЕХАНИЧЕСКАЯ КОНСТРУКЦИЯ
Корпус всех коаксиальных токовых резисторов выполнен из посеребренной латуни.Стандартный разъем для выходного сигнала — BNC, но доступны и другие разъемы. В больших коаксиальных CVR используются сильноточные фланцы и входные соединения с коаксиальными резьбовыми шпильками. CVR Powertek с плоской конфигурацией, серия W, первоначально разработанная для установки линий передачи с плоской пластиной, доступна в широком диапазоне ширины блоков и конфигураций входов и оказалась особенно полезной в приложениях, требующих резисторов с экстремальными значениями энергии и мощности.
ОТСЛЕЖИВАНИЕ ПО ВСЕМУ МИРУ
Все измерения, выполненные с использованием коаксиальных шунтов CVR, соответствуют национальным и международным стандартам ; через эталоны Powertek.Все коаксиальные шунты CVR поставляются с сертификатом соответствия, необходимым для стандартов обеспечения качества, таких как IEC17025 / ISO9001. Возможна независимая сертификация измерений с использованием сертификата UKAS, A2LA или Z540 / NAVLAP.
Неиндуктивный коаксиальный шунт — приложения CVR
Применения импульсного тока
Калибровочные лаборатории
Измерение тока для фазометров
Однофазные указатели угла поворота V-A
Трехфазный индикатор угла сдвига фаз V-A
Индикаторы Cos Phi
Измерители коэффициента мощности
Высокочастотные ваттметры
Широкополосный измеритель мощности
Анализ мощности
Калибровка трансформатора тока
Задержка фазы датчика тока
Измерение тока тиристора
Текущий контроль сварочных автоматов
Измерение мощности автомобильных генераторов
Обнаружение тока короткого замыкания для определения пеленга износ паротурбинных генераторов
Электронно-лучевая сварка
Обнаружение тока в системах детонации
Испытание трехфазных КЗ на подстанциях электропередачи
Обнаружение неисправностей в модуляторах
Измерение токов лазерной системы
Контроль тока прерывателя IGBT в электромобилях
Испытание выключателей
Разница между индуктивными и емкостными банками нагрузки
Знакомы ли вы с различными типами решений для банков реактивной нагрузки? Банк реактивной нагрузки моделирует системы, на которые воздействуют электродвигатели или другие электромагнитные устройства в электросети.Если на объекте находится значительное количество устройств с приводом от двигателя, трансформаторов и конденсаторов, для батарей нагрузки, используемых во время нагрузочных испытаний, потребуется компенсация реактивной мощности.
Блок реактивной нагрузки может моделировать индуктивную или емкостную нагрузку в зависимости от типа нагрузки, ожидаемой в энергосистеме. Вот разбивка этих двух нагрузок:
Реактивная / индуктивная нагрузка — индуктивная нагрузка преобразует ток в магнитное поле. Индуктивное реактивное сопротивление сопротивляется изменению тока, в результате чего ток в цепи отстает от напряжения.Примеры устройств, создающих реактивную / индуктивную нагрузку, включают двигатели, трансформаторы и дроссели.
При использовании в сочетании с резистивными группами нагрузок, решения для реактивных / индуктивных нагрузок могут имитировать реальные смешанные коммерческие нагрузки, состоящие из освещения, отопления, двигателей, трансформаторов и дросселей. Другими словами, вы можете оценить работу всей энергосистемы, включая генераторы, регуляторы напряжения, проводники, распределительное устройство и другое оборудование.
Реактивная / емкостная нагрузка — емкостная нагрузка заряжает и высвобождает энергию.Емкостное реактивное сопротивление сопротивляется изменению напряжения, заставляя ток в цепи опережать напряжение. Емкостная нагрузка аналогична индуктивной нагрузочной батарее по номиналу и назначению. Однако малонагруженные импульсные источники питания (применяемые для уменьшения гармонических токов) и длинные кабельные трассы вызывают энергопотребление системы, ведущий коэффициент мощности, позволяющий подавать реактивную мощность от этих нагрузок в систему. В результате повышается коэффициент мощности.

Батареи реактивной / емкостной нагрузки используются в различных отраслях и сферах применения.Некоторые примеры включают телекоммуникации, информационные технологии, производство и добычу полезных ископаемых.
Загрузить последнюю электронную книгу ComRent…
Для более подробного обсуждения тестирования банка нагрузки загрузите последнюю электронную книгу ComRent — «Резистивная vs реактивная — причины выбора решений для тестирования банка реактивной нагрузки». В этом ресурсе обсуждается важность использования тестирования банка нагрузки для всей системы аварийного производства электроэнергии. В нем будет представлен обзор тестирования банка нагрузки, объяснены различные типы банков нагрузки и описаны наиболее выгодные решения банка нагрузки для большинства приложений.
Команда экспертов ComRent готова помочь обеспечить успешный ввод вашей системы в эксплуатацию. Мы предлагаем бесплатную консультацию по рассмотрению вашего проекта и предложению правильного решения для банка нагрузки в соответствии с вашими требованиями. Свяжитесь с нами сегодня.
Виды электрических нагрузок | electricaleasy.com
Электрическая нагрузка — это устройство или электрический компонент, который потребляет электрическую энергию и преобразует ее в другую форму энергии. Электрические лампы, кондиционеры, моторы, резисторы и т. Д.Вот некоторые из примеров электрических нагрузок . Их можно классифицировать по различным факторам. Некоторые популярные классификации электрических нагрузок следующие.
Резистивный, емкостный, индуктивный
Электрические нагрузки можно разделить на резистивные, емкостные, индуктивные и их комбинации по своему характеру.
Резистивная нагрузка
Двумя распространенными примерами резистивных нагрузок являются лампы накаливания и электрические нагреватели.
Резистивные нагрузки потребляют электроэнергию таким образом, что волна тока остается в фазе с волной напряжения. Это означает, что коэффициент мощности для резистивной нагрузки равен единице.
Емкостная нагрузка
Емкостная нагрузка заставляет волну тока опережать волну напряжения. Таким образом, коэффициент мощности емкостной нагрузки является ведущим.
Примеры емкостных нагрузок: батареи конденсаторов, скрытые кабели, конденсаторы, используемые в различных цепях, например, пускатели двигателей и т. Д.
Индуктивная нагрузка
Индуктивная нагрузка заставляет волну тока отставать от волны напряжения. Таким образом, коэффициент мощности индуктивной нагрузки отстает.
Примеры индуктивной нагрузки включают трансформаторы, двигатели, катушки и т. Д.
Комбинированные нагрузки
Большинство нагрузок не являются чисто резистивными, чисто емкостными или чисто индуктивными. Многие практические нагрузки используют различные комбинации резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Коэффициент мощности таких нагрузок меньше единицы и либо отстает, либо опережает.
Примеры: Однофазные двигатели часто используют конденсаторы для помощи двигателю во время запуска и работы, настройки цепей или цепей фильтров и т. Д.
Типы нагрузок в энергосистеме
Внутренняя нагрузка / бытовая нагрузка
Бытовая нагрузка состоит из освещения, вентиляторов, бытовых электроприборов (включая телевизор, кондиционер, холодильники, обогреватели и т. Д.), Небольших двигателей для перекачивания воды и т. Д. Большинство бытовых потребителей подключаются только на несколько часов в течение дня. Например, осветительная нагрузка подключается на несколько часов в ночное время.
Коммерческая нагрузка
Коммерческая нагрузка состоит из электрических нагрузок, которые предназначены для коммерческого использования, например, в ресторанах, магазинах, торговых центрах и т. Д. Этот тип нагрузки возникает в течение большего количества часов в течение дня по сравнению с бытовой нагрузкой.
Промышленная нагрузка
Промышленная нагрузка складывается из спроса на нагрузку со стороны различных отраслей. Он включает в себя все электрические нагрузки, используемые в промышленности, а также используемое оборудование. Промышленные нагрузки могут быть подключены в течение всего дня.
Коммунальная нагрузка
Этот тип нагрузки состоит из уличного освещения, систем водоснабжения и канализации и т. Д.В ночное время уличное освещение практически постоянно. Воду можно перекачивать в верхние резервуары для хранения в непиковые часы, чтобы улучшить коэффициент загрузки системы.
Ирригационная нагрузка
Двигатели и насосы, используемые в ирригационных системах для подачи воды в сельское хозяйство, подпадают под эту категорию. Как правило, оросительная нагрузка подается в непиковые или ночные часы.
Тяговая нагрузка
Электрические железные дороги, трамвайные вагоны и т. Д. Испытывают тяговые нагрузки. Этот вид нагрузок достигает своего пика в утренние и вечерние часы.
Некоторые другие классификации электрических нагрузок
По характеру нагрузки
Линейные нагрузки
Нелинейные нагрузки
По фазам
Однофазные нагрузки
Трехфазные нагрузки
По значимости
Основные электрические нагрузки (например, необходимые для обеспечения безопасности жизни)
Основные электрические нагрузки
Несущественные / нормальные электрические нагрузки
Электрические нагрузки также можно классифицировать по-разному, например, в соответствии с их функциями.

Внук Буратино

Самодельные широкополосные симметрирующие дроссели и трансформаторы на ферритовых трубках

Lodging — Text

Миллиомметр МИКО-8 — снят с производства

Современный миллиомметр МИКО-9А

Снабберные конденсаторы Electronic Concepts в каталоге ВЕСТ-ЭЛ

Трансформатор ТC-75 для контактных электросварочных машин

Характеристики.

Измерение сопротивления в безиндуктивных и индуктивных цепях

Трансформаторы Часть 1

Состояние нагрузки трансформатора при включенном состоянии — векторная диаграмма при различной нагрузке

Работа трансформатора под нагрузкой

Векторная диаграмма трансформатора на индуктивной нагрузке

Шаги по построению векторной диаграммы

Векторная диаграмма трансформатора на емкостной нагрузке

Этапы построения векторной диаграммы при емкостной нагрузке

Неидеальный трансформатор

— как бесконечное реактивное сопротивление первичной или вторичной обмотки идеального трансформатора может потреблять ток?

Неиндуктивные высокочастотные шунты | Коаксиальные шунты

О резисторе для просмотра тока (CVR) / неиндуктивных коаксиальных шунтирующих резисторах

Неиндуктивный коаксиальный шунт — приложения CVR

Разница между индуктивными и емкостными банками нагрузки

Виды электрических нагрузок | electricaleasy.com

Резистивный, емкостный, индуктивный

Резистивная нагрузка

Емкостная нагрузка

Индуктивная нагрузка

Комбинированные нагрузки

Типы нагрузок в энергосистеме

Внутренняя нагрузка / бытовая нагрузка

Коммерческая нагрузка

Промышленная нагрузка

Коммунальная нагрузка

Ирригационная нагрузка

Тяговая нагрузка

Некоторые другие классификации электрических нагрузок

По характеру нагрузки

По фазам

По значимости

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики