Ответов пока нет | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Физика | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Понижающий трансформатор: конструкция, работа, применение —
Вопросы для обсуждения:- Понижающий трансформатор, определение
- Стройка
- Работы
- Приложения
- Часто задаваемые вопросы по понижающим трансформаторам.
A трансформатор передает электрическую энергию. Шаг вниз трансформатор это один из видов. Понижающий трансформатор уменьшает напряжение, подаваемое на первичную обмотку, и подает пониженное напряжение на вторичную сторону. Однако мощность и частота в процессе остаются постоянными.
Однофазный электрический повышающий трансформатор, Изображение предоставлено — Мтодоров 69, Трансформатор-высот меньше, CC BY-SA 3. 0Строительство понижающего трансформатораПроцесс создания понижающего трансформатора заключается в его сердечнике и обмотках, и он очень похож на повышающий трансформатор.
Конструкция сердечника трансформатора:Сердечник трансформатора изготовлен из мягкого металла, похожего на железо. Это позволяет магнитному потоку проходить через него. Катушки обеих обмоток намотаны вокруг сердечника. Сердечник может быть двух типов в зависимости от упаковки замков. Если катушки намотаны снаружи корпуса, то это трансформатор с закрытым сердечником. Если обмотки находятся внутри железного сердечника, то это будет Shell Core Structure. Трансформатор с закрытым сердечником страдает от проблемы «потока утечки», а трансформатор с оболочкой — нет. Вот почему структура ядра оболочки более предпочтительна, чем закрытая структура.
Узнайте больше о Как преобразовать понижающий трансформатор в повышающий
трансформатор
Обмотки:Обмотки — это проводники тока внутри трансформатора. Они сделаны из мотка проводов. Материал проволоки — медь или алюминий. Обмотки бывают двух типов — Первичная обмотка и Вторичная обмотка. Первичные обмотки получают приложенное напряжение, а вторичные обмотки подают индуцированное напряжение на нагрузку. Хотя электрическая энергия передается от первичной обмотки к вторичным обмоткам без металлических контактов, главный классификационный параметр, определяющий, является ли трансформатор повышающим или понижающим, находится именно здесь.
В случае понижающего трансформатора количество витков в первичных обмотках больше, чем количество витков во вторичных обмотках. Однако плотность проволоки в первичных обмотках меньше, чем толщина вторичных обмоток.
Строительство понижающего трансформатора, Изображение предоставлено: Фред Устрица, Трансформаторный поток, CC BY-SA 4.0Работа понижающего трансформатораПринцип работы понижающего трансформатора такой же, как и у обычного трансформатора. Понижающий трансформатор дает более высокое выходное напряжение, чем более низкое входное напряжение, и работает по закону Фарадея и коэффициенту поворота.
Из-за приложенного напряжения в первичных обмотках ток течет по проводам. Прохождение переменного тока создает магнитный поток вокруг обмоток. Сердечник трансформатора позволяет этому магнитному потоку проходить через него.
Изменение магнитного потока дополнительно индуцирует напряжение во вторичных обмотках.
Теперь вступает в действие коэффициент передаточного числа.
Коэффициент оборотов = Np/Ns =Vp/Vs ———————- (я)
Или Vs = Vp * (Ns / Np) ——————— (ii)
Здесь Np = количество витков в первичной обмотке.
Ns = количество витков вторичных обмоток
Vp = напряжение на первичной стороне
Vs = напряжение на вторичной стороне.
Теперь в уравнении (ii) мы вычисляем Vs — вторичное напряжение. Мы можем видеть, что Vp постоянно, поскольку приложенное напряжение постоянно. Теперь увеличивая или уменьшая соотношение (Ns / Np), мы сможем получить желаемое напряжение на выходе. При использовании повышающего трансформатора мы стремимся генерировать меньшее напряжение, чем входное. Итак, мы должны поддерживать соотношение (Ns / Np) меньше 1.
Это означает, что значение Np должно быть выше, чем значение Ns. Как известно, Np — это количество витков в первичной обмотке, поэтому понижающий трансформатор рассчитан на большее число. витков на стороне первичной обмотки. Как упоминалось ранее, мощность электрического сигнала остается прежней. Напряжение снижается, а чтобы поддерживать постоянную мощность, увеличивается ток. Частота энергии также остается неизменной.
Узнайте больше о Трансформатор взаимной индуктивности
Применение понижающего трансформатораТрансформаторы имеют различное применение. Понижающий трансформатор предназначен для решения некоторых конкретных задач и имеет широкий спектр применения как в электрических, так и в электронных схемах.Понижающий трансформатор на электростанциях, Изображение Автор: Шталькохер, Drehstromtransformater im Schnitt Hochspannung, CC BY-SA 3.0
- Система питания: Понижающие трансформаторы используются в системах распределения электроэнергии. В различных фазах подачи питания используются понижающие трансформаторы для снижения напряжения, когда это необходимо.
- Электронные устройства: Повышающие трансформаторы используются в различных электронных устройствах, где устройство работает при более низком напряжении, чем подаваемое. Такие инструменты, как адаптеры различных электронных устройств и низковольтные приложения, используют этот тип трансформаторов.
- Трансформеры, которые мы нашли на улицах возле дома, понижают трансформаторы.
Знайте о различных типах трансформаторов и их применении! Нажмите для навигации!
Часто задаваемые вопросы о понижающем трансформаторе1. Понижает ли понижающий трансформатор ток?Нет, понижающий трансформатор не уменьшает и не уменьшает ток. Вместо этого он снижает напряжение и увеличивает ток. Однако мощность сигнала остается постоянной.
2. Зачем нужны повышающие трансформаторы?Название трансформатора помогает нам понять, что он делает. Понижающий трансформатор подает пониженное напряжение на нагрузку. Итак, когда нам нужно понизить или уменьшить напряжение, предусмотренное для нашей работы, мы должны использовать понижающий трансформатор. Но при этом текущая стоимость увеличивается. Поэтому, если нам нужно минимизировать источник напряжения с тем же током, то понижающий трансформатор не будет служить нашим целям.
3. Трансформатор имеет 2000 витков медного провода, намотанного на одной стороне, и 1000 витков медного провода, намотанного на другой стороне. Если переменное напряжение 440 В будет приложено на стороне 2000 витков, какое будет напряжение на стороне 1000 витков? И что это за трансформатор?Напряжение подается со стороны 2000 витков. Итак, это первичная обмотка, а количество витков провода = 2000. Допустим, это Np.
Сторона поворота 1000 — вторичная сторона. Это вторичная обмотка, а количество витков провода = 1000. Допустим, это нс.
На первичной стороне подается 440 вольт, так что это первичное напряжение, и скажем, что = Vp
Нам нужно рассчитать напряжение на вторичной стороне; скажем, что = Vs.
Мы знаем, что коэффициент поворота = Np / Ns
Это также = Vp / Vs
Итак, Np / Ns = Vp / Vs
Или Vs = (Ns / Np) * Vp
Подставляя значения, получаем:
Вс = (1000/2000) * 440
Или, Vs = 220 вольт
Напряжение на вторичной стороне будет = 220 вольт.
Теперь, как мы видим, напряжение ниже подаваемого, значит, это понижающий трансформатор.
Узнайте больше о Как работает трансформатор
4. Напишите некоторые различия между повышающими и понижающими трансформаторами.Принципиальное отличие повышающих и понижающих трансформаторов заключается в их работе. Повышающие трансформаторы увеличивают подаваемое напряжение, а понижающие трансформаторы его снижают. Вот еще несколько отличий. Нажмите здесь!
5. Практическое значение понижающих трансформаторов.Понижающие трансформаторы оказывают влияние на нашу повседневную жизнь. Электростанция вырабатывает высокое напряжение (диапазон от мегаватта до гигаватта). Если бы не было понижающих трансформаторов, то в домах не было бы электричества. Когда нам нужно передать мощность от электростанции в дом, тогда необходимо использовать понижающий трансформатор. С помощью понижающего трансформатора мы можем снизить высокое напряжение и подать его в дома.Изображение Фото: Джейсонбук99, Трансформатор-Известняк-Генераторная-Станция, CC BY-SA 3.0
6. Какое передаточное число у повышающего трансформатора?Коэффициент трансформации трансформатора — важный параметр для расчета мощности. Он определяется балансом количества витков провода в первичных обмотках и числа арок провода во вторичных обмотках. Уравнение дает соотношение —
Коэффициент оборотов = Np/Ns
Np — количество витков первичных обмоток, а Ns — количество изгибов вторичных обмоток.
Понижающий трансформатор не имеет идеального передаточного числа. Это зависит от потребности. Но чтобы работать как понижающий трансформатор, передаточное число должно быть больше единицы.
Узнайте больше о Как трансформаторы повышают напряжение для уменьшения тока
Повышающие и понижающие трансформаторы | Tameson.com
Рис. 1: Трансформатор
Трансформаторы — это статические устройства, необходимые для эффективной передачи электроэнергии из одной цепи в другую. Когда мощность проходит через трансформатор, напряжение, поступающее на вход или на первичный конец, изменяется для удовлетворения конкретных потребностей на выходе или на вторичном конце. В повышающем трансформаторе уровень напряжения на выходе повышается, а в понижающем трансформаторе уровень напряжения снижается. В этой статье обсуждается структура и использование повышающих и понижающих трансформаторов, а также некоторые принципы, регулирующие передачу электроэнергии.
Содержание
- Что такое повышающие и понижающие трансформаторы?
- Принцип работы трансформатора
- Принцип действия повышающего трансформатора
- Принцип работы понижающего трансформатора
- Реверсивность работы трансформатора
- Применение повышающих трансформаторов
- Применение понижающих трансформаторов
- Часто задаваемые вопросы
Автотрансформатор
Постоянное напряжение
Трансформатор тока
Трансформатор безопасности
Однофазные трансформаторы
Трехфазные трансформаторы
Трансформаторы напряжения
Что такое повышающие и понижающие трансформаторы?
Повышающий трансформатор увеличивает входное напряжение и подает его на нагрузку, а понижающий трансформатор снижает входное напряжение на нагрузке. Для эффективной передачи энергии требуется высокое напряжение, но по соображениям безопасности мощность должна потребляться потребителями при более низком напряжении. Переход от низкого напряжения к высокому для передачи требует повышающего трансформатора. В некоторых странах повышающие трансформаторы имеют неоценимое значение. Например, уровень выработки электроэнергии в Индии составляет 11 кВ; следовательно, на генерирующих станциях требуются повышающие трансформаторы. Короче говоря, повышающий трансформатор повышает напряжение для передачи.
Понижающие трансформаторы преобразуют энергию высокого напряжения в энергию низкого напряжения. Благодаря этому уровень мощности соответствует требованиям каждого устройства, подключенного к системам электропитания в домашних условиях или на предприятиях. Силовые цепи для дома рассчитаны на 230–110 В, но для некоторых функций требуется всего 16 В. Таким образом, понижающие трансформаторы необходимы для снижения напряжения до более низкого уровня мощности.
Кроме того, отдельные цепи в электрических системах в домах и на предприятиях обычно имеют одну и ту же частоту. Но часто напряжение должно отличаться. Поэтому в конструкцию многих бытовых приборов включаются повышающие или понижающие трансформаторы меньшего размера. Повышающие и понижающие трансформаторы могут быть как однофазными, так и трехфазными, в зависимости от типа используемого источника питания. Повышающие и понижающие трансформаторы служат для разных целей и имеют множество конфигураций, в зависимости от потребностей каждой конкретной ситуации.
Принцип работы трансформатора
Трансформатор состоит из двух наборов проводов (см. рис. 2):
- Первичная обмотка (А): собирает мощность
- Вторичная обмотка (B): обеспечивает питание
Первичная и вторичная обмотки намотаны вместе на сердечнике цепи из магнитного железа, но эти катушки не соприкасаются друг с другом, как видно на рисунке 2.
Когда первичная обмотка (рис. 2, обозначенная буквой А) подключена к источнику питания, через катушку протекает ток и индуцируется магнитное поле. Часть этого магнитного поля соединяется со вторичными обмотками (рисунок 2, обозначенный B) за счет взаимной индукции, тем самым создавая ток и напряжение на вторичной (нагрузочной) стороне. Напряжение, создаваемое на стороне нагрузки, пропорционально числу витков вторичной обмотки по отношению к числу витков на первичной стороне. Преобразование напряжения определяется выражением
В1/В2 = Н1/Н2 = И2/И1
- V1: Напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора
- V2: Напряжение вторичной (нагрузочной) обмотки трансформатора
- N1: Количество витков в первичной обмотке
- N2: Число витков вторичной обмотки
- I2: Ток, протекающий через вторичные обмотки
- И1: Ток, протекающий через первичные обмотки
Прочтите нашу статью об электрических трансформаторах, чтобы узнать больше о конструкции и различных способах подключения трансформатора.
Рисунок 2: Конструкция трансформатора с первичными обмотками (A), вторичными обмотками (B) и магнитным сердечником (C)
Принцип работы повышающего трансформатора
Повышающий трансформатор увеличивает напряжение на вторичных обмотках относительно основной стороны. Согласно уравнению преобразования напряжения, чтобы V2 было больше, чем V1, значение N2 должно быть больше, чем N1 (см. рис. 3). Следовательно, в повышающем трансформаторе
- N2 > N1
- В2 > В1
- I2 < I1
Повышающий трансформатор всегда понижает ток (при повышении напряжения) на вторичной стороне по сравнению с первичной. Это связано с тем, что общая мощность на первичной и вторичной сторонах трансформатора одинакова. Толщина катушек трансформатора зависит от мощности тока, на которую он рассчитан. В повышающем трансформаторе по первичной обмотке протекает больший ток; следовательно, медный провод с толстой изоляцией используется для первичной обмотки и тонкий медный провод с изоляцией для вторичной обмотки. Трансформатор обычно оценивается по произведению напряжения и тока в кВА (киловольт-ампер). Прочтите нашу статью о калькуляторе трансформатора для получения более подробной информации о мощности, связанной с трансформатором.
Пример
Если трансформатор 1:10 подается 10 В на первичную обмотку,
- N1 = 1
- Н2 = 10
- В1 = 10 В
- Следовательно, V2 = (N2 / N1) ✕ V1 = 100 В
Напряжение на вторичной стороне трансформатора в десять раз превышает напряжение на первичной стороне.
Преимущества повышающего трансформатора
- Простота обслуживания
- Высокая эффективность
- Быстрый старт
- Передатчик мощности
Недостатки повышающего трансформатора
- Требуется система охлаждения
- Работает только с сигналами переменного тока (AC)
- Огромный размер
Принцип работы понижающего трансформатора
Понижающий трансформатор снижает напряжение на вторичной обмотке относительно первичной. Из уравнения преобразования напряжения, чтобы V2 было меньше, чем V1, значение N2 должно быть меньше, чем N1. Следовательно, в понижающем трансформаторе
- N2 < N1
- В2 < В1
- I2 > I1
Понижающий трансформатор всегда увеличивает ток (при понижении напряжения) на вторичной стороне по сравнению с первичной. В понижающем трансформаторе по вторичной стороне протекает больший ток; следовательно, толстый изолированный медный провод используется для вторичной обмотки, а тонкий изолированный медный провод — для первичной обмотки. Понижающие трансформаторы обычно используются в низковольтных трансформаторах для ландшафтного освещения.
Пример
Если трансформатор 100:1 подает напряжение 10 В на первичную обмотку,
- N1 = 100
- Н2 = 1
- В1 = 10 В
- Следовательно, V2 = (N2 / N1) ✕ V1 = 0,1 В
Напряжение на вторичной стороне трансформатора в 100 раз меньше по сравнению с напряжением на первичной стороне.
Преимущества понижающего трансформатора
- Высокая долговечность и надежность
- Меньше стоимости
- Высокая эффективность
- Обеспечивает различные источники напряжения для обычных бытовых приборов
Недостатки понижающего трансформатора
- Требует сложного обслуживания
- Работает только на AC
Реверсивность работы трансформатора
Функции повышающего и понижающего преобразования мощности могут выполняться с использованием одного и того же трансформатора. Разница в работе заключается в том, как трансформатор подключен к цепи. Если входное питание осуществляется по низковольтной обмотке, то трансформатор работает как повышающий вариант. Этот же трансформатор можно использовать как понижающий вариант входного питания, если он подключен к высоковольтной обмотке.
Применение повышающих трансформаторов
- Повышающие трансформаторы с первичными боковыми обмотками из толстого изолированного медного провода, которые повышают напряжение до 11000 вольт или более, необходимы для пользователей с особыми требованиями к мощности, такими как работа рентгеновских аппаратов, микроволновых и приложения для электростанций.
- Трансформаторы повышающие применяются для распределения электрической энергии в линиях электропередачи большой мощности.
- Эти трансформаторы используются для усиления электронных устройств.
Применение понижающих трансформаторов
Понижающие трансформаторы обычно используются в:
- Обычном бытовом оборудовании, таком как компакт-диски, телевизоры и дверные звонки.
- Стабилизаторы напряжения
- Инверторы
- Сети распределения электроэнергии
- Плата за мобильный телефон
- Линии электропередачи
Рис. 3: Повышающий высоковольтный трансформатор
Часто задаваемые вопросы
Каков основной научный принцип работы трансформатора?
Трансформатор работает на основе взаимной индукции, согласно которой катушка с током создает пропорциональное магнитное поле и наоборот.
Требуется ли трансформатор другого типа для повышения или понижения мощности?
Один и тот же тип трансформатора может использоваться для любой цели. Функция трансформатора зависит от того, как он установлен в цепи.
Автотрансформатор
Постоянное напряжение
Трансформатор тока
Трансформатор безопасности
Однофазные трансформаторы
Трехфазные трансформаторы
Трансформаторы напряжения
Конструкция, типы, работа и применение
Трансформатор представляет собой статическое электрическое устройство, поскольку в нем нет движущихся частей. Основная функция трансформатора состоит в том, чтобы изменять электрическую мощность от одной электрической цепи к другой, изменяя напряжение и ток, но не изменяя частоту. Трансформаторы делятся на два типа в зависимости от их функции в качестве 9Повышающий трансформатор 0070 и понижающий трансформатор . В этой статье рассматривается обзор понижающего трансформатора и его работа с приложениями.
Трансформатор, который используется для преобразования высокого напряжения первичной обмотки в низкое вторичное, называется понижающим трансформатором. В этом трансформаторе витки в первичной обмотке выше, чем во вторичной обмотке. Типовая схема понижающего трансформатора показана ниже.
Понижающий трансформатор
Принцип работы понижающего трансформатора
Трансформатор работает по закону электромагнитной индукции Фарадея. Таким образом, взаимная индукция между двумя обмотками трансформатора отвечает за действие передачи внутри понижающего трансформатора.
Закон Фарадея можно определить следующим образом: всякий раз, когда магнитный поток в цепи изменяется, ЭДС (электродвижущая сила), индуцированная в цепи, прямо пропорциональна скорости изменения потокосцепления».
Наведенная электродвижущая сила между двумя обмотками может быть определена по виткам, присутствующим в первичной и вторичной обмотках соответственно. Таким образом, это соотношение известно как соотношение оборотов.
В этих типах трансформаторов мощность понижающего напряжения в основном зависит от коэффициента трансформации двух обмоток. Когда количество витков во вторичной обмотке мало по сравнению с количеством витков в первичной обмотке, тогда потокосцепление во вторичной обмотке трансформатора также может быть меньше по сравнению с первичной обмоткой.
Таким образом, наведенная ЭДС во вторичной обмотке будет низкой. Таким образом, по сравнению с первичной обмоткой напряжение на вторичной обмотке будет меньше.
Конструкция понижающего трансформатора
Конструкция этого трансформатора может быть выполнена с использованием сердечника и обмоток, что очень похоже на повышающий трансформатор.
Конструкция понижающего трансформатора
Сердечник
В этом трансформаторе сердечник изготовлен из мягкого железа, что позволяет магнитному потоку проходить через него. Обе обмотки трансформатора покрыты вокруг сердечника. Здесь сердцевина доступна в двух типах в зависимости от обертки. Если обмотки в трансформаторе закрыты снаружи корпуса, то это называется трансформатором с закрытым сердечником. Точно так же, если обмотки трансформатора покрыты железным сердечником, это называется трансформатором с оболочечным сердечником.
По сравнению с корпусным трансформатором, трансформатор с закрытым сердечником подвержен потоку рассеяния. Таким образом, ядро оболочки в основном используется вместо закрытого ядра.
Обмотки
В трансформаторах обмотки представляют собой проводники тока, выполненные в виде петли из проводов. Таким образом, материал, используемый для провода, — алюминий или медь.
Обычно обмотки трансформаторов бывают двух типов: первичные и вторичные. Первичные обмотки получают напряжение, тогда как вторичные обмотки обеспечивают индуцированное напряжение к нагрузке. Электроэнергия может подаваться от первичной обмотки ко вторичной без металлических контактов.
В этом трансформаторе количество витков в первичной обмотке велико по сравнению с количеством витков во вторичной обмотке. Но в первичных обмотках плотность провода не больше, чем во вторичных обмотках.
Работа понижающего трансформатора
Трансформатор работает по принципу взаимной индукции. Таким образом, как только происходит изменение электрического тока в одной обмотке, ток во вторичной обмотке также может индуцироваться вблизи нее.
Мы знаем, что каждый трансформатор состоит из двух обмоток или катушек, таких как первичная и вторичная. Первичная катушка подключается к источнику переменного тока напрямую, тогда как вторичная катушка подключается к нагрузке. Как только переменный ток подается на первичную обмотку, магнитный поток может генерироваться по всему сердечнику трансформатора, магнитное поле завершает свою полосу.
Когда вторичная катушка соприкасается через этот магнитный поток, то на ней может индуцироваться ЭДС. Итак, сила генерируемого ЭДС в основном зависит от нет. витков вторичной обмотки катушки.
Формула
Формула, используемая для расчета понижающего трансформатора, приведена ниже.
Ns/Np = Vs/Vp
Где
‘Ns’ – номер. витков во вторичной обмотке.
‘Np’ – номер. витков в первичной обмотке.
«Vs» — напряжение во вторичной обмотке
«Vp» — напряжение в первичной обмотке
По сравнению с первичной обмоткой количество витков во вторичной обмотке должно быть низким (Np>>Ns) до Работа трансформатора как понижающего трансформатора. Когда нет. витков во вторичной обмотке (Ns) мало, ЭДС индукции и выходное напряжение будут низкими по сравнению с напряжением в первичной обмотке.
Типы понижающих трансформаторов
Вторичные трансформаторы можно разделить на три типа на основе обвязки внутри однофазного понижающего трансформатора в виде вторичной обмотки, с центральным отводом и с несколькими отводами.
- Однофазные понижающие трансформаторы используются для снижения номинального входного напряжения и тока и обеспечивают меньшее выходное напряжение и ток, например 12 В переменного тока.
- Понижающий трансформатор с центральным отводом включает в себя одну первичную обмотку и центральный разъем во вторичной обмотке, где он обеспечивает выходное напряжение через центральный разъем, например 12 В-0-12 В.
- Понижающий трансформатор с несколькими ответвлениями включает несколько ответвлений во вторичной обмотке. Эти ответвления в основном используются для получения желаемого выхода через вторичные катушки, например, от 0 до 12 В, от 0 до 18 В.
Перед покупкой трансформатора необходимо знать следующее.
- Коэффициенты напряжения должны быть от 11 кВ до 33 кВ.
- Мощность должна быть от 25 кВА ДО 10 МВА).
- Частота: 50 Гц или 60 Гц.
- Установка.
- Ответвления типа OFF Circuit Type или OLTC.
- Стандарты.
- Фитинг трансформатора.
- Аксессуары.
- Уровень защиты.
Преимущества
Преимущества понижающего трансформатора включают следующее.
- Меньше затрат.
- Высокая надежность.
- Высокая износостойкость.
- Используется для снижения напряжения, поэтому передача энергии дешевле и проще.
- Эффективность выше 99%.
- Мы можем получить желаемое выходное напряжение просто без потери мощности.
- Обеспечивает меньшее напряжение и большие токи.
Недостатки
К недостаткам понижающего трансформатора относятся следующие.
- Требуется дополнительное обслуживание.
- Требуется больше времени для устранения неисправности.
- Нестабильность стоимости сырья.
Применение
Применение понижающих трансформаторов включают следующее.
- Основные адаптеры.
- Зарядные устройства для сотовых телефонов.
- Стереосистемы.
- проигрыватели компакт-дисков.
- Снижает уровень напряжения в линии передачи.
- Сварочные аппараты.