Электрический способ определения числа витков обмоток трансформаторов

Известно, что индуктируемая в обмотках трансформатора э. д. с. определяется выражением

где Е1 и Е2— индуктированная э. д. с. в обмотках ВН и НН;
f — частота приложенного напряжения;
Ф — величина магнитного потока, пронизывающего обмотки трансформатора;
W1 и w2 — число витков обмоток ВН и НН.
При холостом ходе трансформатора, т. е. когда вторичная обмотка не нагружена, а по первичной проходит небольшой ток намагничивания (всего несколько процентов от номинального), можно положить, что напряжения на вводах трансформаторов равны их э. д. с. Тогда (1) примет вид:
 
Отношение высшего поминального напряжения трансформатора к низшему при холостом ходе называется коэффициентом трансформации и обозначается буквой /(:
после сокращения имеем:
 
т. е. коэффициент трансформации равен отношению номинальных напряжений, а также отношению числа витков обмоток трансформатора.

Для определения коэффициента трансформации существуют методы:
а)       двух вольтметров;
б)      моста переменного тока;
в)       постоянного тока;
г)       эталонного (стандартного) трансформатора и др.
ГОСТ   на методы испытаний силовых трансформаторов рекомендует для определения коэффициента трансформации метод двух вольтметров. На рис. 1 даны схемы определения коэффициента трансформации и вид на крышку трансформатора для однофазного и трехфазного трансформаторов. Подводимое напряжение согласно ГОСТ должно быть в пределах от одного до нескольких десятков процентов номинальною напряжения Большие значения относятся к трансформаторам меньшей мощности, а меньшие — к трансформаторам большей мощности. Так, например, на испытательной станции Московского электрозавода   руководствуются следующими данными:

Для трансформаторов, имеющих на стороне обмотки НН до 2 000 в, к обмотке НН подводят напряжение 100 в.
Для трансформаторов, имеющих на этой же стороне более 2 000 в, к обмотке НН подводят 200 в.

Рис. 1.
а — схема определения коэффициента трансформации однофазного трансформатора и вид на крышку трансформатора, б — схема определения коэффициента  трансформации трехфазного трансформатора и вид на крышку трансформатора
В заводских условиях напряжение к обмотке НН подводится от отдельного синхронного генератора небольшой мощности с регулируемым напряжением. «Круглое» число 100 или 200 в выбирают для облегчения подсчета измеренного коэффициента трансформации.
В последнее время для определения коэффициента трансформации широко применяются мостовые схемы переменного тока. Они очень удобны в работе, и работа ими производится значительно быстрее, чем по методу двух вольтметров. Кроме того, работа мостовыми схемами безопаснее для работников, производящих испытание, так как в большинстве случаев напряжение 120—220 в подводится к обмотке ВН. Точность измерений весьма высокая (до 0,1%).
Трансформаторы, изготовленные в соответствии с ГОСТ 401-41 на силовые трансформаторы, имеют допуск для значений коэффициента трансформации всех трансформаторов ±0,5% и только для трансформаторов с коэффициентом трансформации меньшим 3, и для трансформаторов собственных нужд подстанций ±1%.
Новый ГОСТ 11677-65 определил допуск для значений коэффициента трансформации всех силовых трансформаторов и автотрансформаторов с напряжением обмотки высшего напряжения 10 кВ и выше ±0,5% и допуск ±1% Для трансформаторов с фазным коэффициентом трансформации 3 и менее или, если этот допуск особо оговорен в стандартах или технических условиях на отдельные виды трансформаторов.
При определении коэффициента трансформации результаты, полученные при измерениях, не должны отличаться от расчетных более чем на ±0,5%, т. е. все погрешности приборов и отсчетов не должны превосходить ±0,5%. Такой малый процент ошибки определяется допустимым отклонением в числе витков. Большая разница коэффициента трансформации параллельно работающих трансформаторов может вызвать, как видно из предыдущего, недопустимо большие уравнительные токи.
Необходимо указать, что измерения при определении коэффициента трансформации нужно производить приборами классов точности 0,3 и 0,2 (лабораторные и контрольные). Пользоваться для этого приборами щитовыми, ошибка которых может доходить до 4%, нельзя. В подобных измерениях большую роль играет не только класс точности прибора, но также и шкала. Иногда приборы, имея достаточный класс точности, не могут быть использованы для данного измерения, так как шкала не позволяет с достаточной точностью снять отсчет. На рис. 2,а показаны шкалы таких приборов. Рекомендуется пользоваться приборами требуемого класса точности, шкала которых позволяет брать отечет с точностью до 0,2%.
На рис. 2,б показаны шкалы электродинамических вольтметров класса точности 0,3, позволяющие брать отсчеты требуемой точности.
Обычно вольтметры лабораторного типа высшего класса точности, служащие для подобных измерений, имеют шкалу со 150 делениями. Вольтметры нужно подбирать таким образом, чтобы показания приходились па среднюю часть шкалы. Пользоваться предельными участками шкалы не рекомендуется. Ни в коем случае нельзя производить измерения в начале шкалы, так как это может повести к очень большой погрешности.

Рис. 2. Различные виды шкал вольтметров. а — не допускающие точных измерений, б и в — шкалы точного вольтметра.
В тех случаях, когда при определении коэффициента трансформации приходится пользоваться не отдельным генератором, а общей сетью, напряжение которой колеблется, может получиться значительная ошибка в результатах измерении за счет неодновременного снятия отсчетов на приборах.
Поэтому при работе от сети надо снимать несколько отсчетов для одного измерения. Кроме того, снятие показании по обоим вольтметрам следует производить одновременно по сигналу.
При ремонте обмоток трансформаторов недостаточно знать только коэффициент трансформации, должно быть известно также число витков в обмотках ВН и НН. Для определения числа витков какой-либо обмотки необходимо знать коэффициент трансформации и число витков другой обмотки. Подсчет коэффициента трансформации не представляет трудности, так как напряжения холостого хода обмоток ВН и НН указаны на щитке трансформатора. Число же витков обмоток трансформатора, как уже было сказано, обычно бывает неизвестно.
Подсчитать в таких случаях число витков подлежащей ремонту обмотки можно следующим образом: на фазу трансформатора, у которой хотят определить число витков одной из обмоток, поверх существующих обмоток наматывают определенное число витков. Эти временные витки могут быть намотаны обыкновенным изолированным проводом сечения 0,75 и 1 мм2. Число витков временной обмотки можно брать произвольное, но для ускорения самого процесса намотки его следует выбирать небольшим и удобнее — в круглых числах (10, 15, 20 и т. д.).
Число витков временной обмотки также обусловливается пределом измерения шкалы вольтметра, которым измеряют напряжение. Уложив временную обмотку, подводят напряжение к одной из постоянных обмоток трансформатора и затем измеряют напряжение на временной и постоянной обмотках. Такие измерения производят на всех фазах.

Рис 3  Схемы определения числа витков  трансформатора при помощи временной обмотки
Так как временная обмотка наматывается па наружную обмотку, которой в большинстве случаев бывает обмотка BН, то во избежание появления на временной обмотке потенциала, могущего быть в некоторых случаях опасным для работника, производящего измерения, следует один конец временной обмотки заземлить (рис. 2-6).
Обозначив искомое число витков через а число витков временной обмотки через швр, можно написать равенство

откуда
(2-13)
Таким путем можно определить и число витков другой обмотки.
Естественно, что определять число витков обмоток таким способом можно, когда выемная часть вынута из бака. Определять число витков необходимо пофазно, т. е. на каждой фазе отдельно. При этом временной обмоткой следует пользоваться только как вторичной. Пользоваться временной обмоткой, имеющей меньшее число витков, чем основная обмотка, как первичной не следует, потому что значительный в этом случае намагничивающий ток обмотки требует больших сечений меди; наматывать временную обмотку проводниками больших сечений представляет некоторые трудности. Лишь в исключительных случаях приходится пользоваться временной обмоткой как первичной.

Как определить число витков вторичной обмотки трансформатора

Для расчёта количества витков вторичной обмотки необходимо знать, сколько витков приходится на один Вольт. Если количество витков первичной обмотки неизвестно, то это значение можно получить одним из предложенных ниже способов.

Первый способ.

Перед удалением вторичных обмоток с каркаса трансформатора, нужно замерить на холостом ходу (без нагрузки) напряжение сети и напряжение на одной из самых длинных вторичных обмоток. При размотке вторичных обмоток, нужно посчитать количество витков той обмотки, на которой был произведён замер.

Имея эти данные, можно легко рассчитать, сколько витков провода приходится на один Вольт напряжения.

Второй способ.

Этот способ можно применить, когда вторичная обмотка уже удалена, а количество витков не посчитано. Тогда можно намотать в качестве вторичной обмотки 50 -100 витков любого провода и сделать необходимые замеры. То же самое можно сделать, если используется трансформатор, имеющий всего несколько витков во вторичной обмотке, например, трансформатор для точечной сварки. Тогда временная измерительная обмотка позволит значительно увеличить точность расчётов.

Когда данные получены, можно воспользоваться простой формулой:

 

ω1 / U1 = ω 2 / U2

ω 1 – количество витков в первичной обмотке,

ω 2 – количество витков во вторичной обмотке,

U1 – напряжение на первичной обмотке,

U2 – напряжение на вторичной обмотке.

Пример:

Я раздобыл вот такой трансформатор без вторичной обмотки и опознавательных знаков.

Намотал в качестве временной вторичной обмотки – 100 витков.

Намотал я эту обмотку тонким проводом, который не жалко и которого у меня больше всего. Намотал «в навал», что значит, как попало.

Результаты теста.

Напряжение сети во время замера – 216 Вольт.

Напряжение на вторичной обмотке – 20,19 Вольт.

Определяем количество витков на вольт при 216V:

100 / 20,19 = 4,953 вит./Вольт

Здесь на точности не стоит экономить, так как погрешность набегает при замерах. Благо, считаем-то не на бумажке.

Рассчитываем число витков первичной обмотки:

4,953 * 216 = 1070 вит.

Теперь можно определить количество витков на вольт при 220V.

1070 / 220 = 4,864 вит./Вольт

Рассчитываем количество витков во вторичных обмотках.

Для моего трансформатора нужно рассчитать три обмотки. Две одинаковые «III» и «IV» по 12,8 Вольт и одну «II» на 14,3 Вольта.

4,864 * 12,8 = 62 вит.

4,864 * 14,3 = 70 вит.

Видео: Перемотка трансформатора своими руками — как это делаю Я

Данное видео посвящено перемотке трансформатора. В частности, я вместе с вами произведем перемотку вторичной обмотки трансформатора. Абсолютно аналогичным образом осуществляется и перемотка первичной обмотки.

Поделиться ссылкой:

Презентация на тему: 29.10.2020 г. Трансформаторы. Производство, передача и использование

1

Первый слайд презентации: 29.10.2020 г. Трансформаторы. Производство, передача и использование электрической энергии

План урока: Активизация опорных знаний. Изучение нового материала. Закрепление материала. Решение задач.

Изображение слайда

2

Слайд 2: Генератор переменного тока

Изображение слайда

3

Слайд 3: Генераторы…

К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи и др.

Изображение слайда

4

Слайд 4: Генерирование электрической энергии

Принцип действия генератора переменного тока известен ВАМ уже достаточно давно! В генераторах переменного тока механическая энергия преобразуется в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Принцип работы индукционного электромеханического генератора достаточно прост.

Изображение слайда

5

Слайд 5: Генератор переменного тока

В генераторах переменного тока на тепловых и гидравлических электростанциях электромагнит (индуктор) является ротором. При вращении ротора (7) переменная ЭДС индукции возникает в обмотках (5), расположенных в неподвижной части генератора – статоре (4). Постоянный ток для питания обмотки индуктора (6) подводится от возбудителя (1) через щетки (3) к кольцам (2) на оси ротора. Напряжение снимается с выводов (8) обмотки статора.

Изображение слайда

6

Слайд 6: Характеристики генератора переменного тока

В электрических сетях переменного тока принята стандартной частота 50 Гц. Поэтому ротор вращается с частотой 300 об./мин. Ротор генератора имеет одну пару полюсов для получения переменной ЭДС с частотой 50 Гц. С такой частотой вращаются роторы генераторов тепловых электростанций. На гидроэлектростанциях скорость вращения ротора турбины значительно ниже. Для получения переменного тока со стандартной частотой 50 Гц при меньшей частоте вращения ротора применяются многополюсные роторы. Чем меньше частота вращения ротора, тем больше пар полюсов (самостоятельных обмоток электромагнитов).

Изображение слайда

7

Слайд 7: Генератор переменного тока

Изображение слайда

8

Слайд 8: Электродвигатель

Изображение слайда

9

Слайд 9: электродвигатель

Изображение слайда

10

Слайд 10: Трансформаторы

Изображение слайда

11

Слайд 11: ТРАНСФОРМАТОРЫ

Впервые трансформаторы были использованы в 1878 году русским ученым П.Н.Яблочковым для питания изобретенных им электрический свечей – нового по тем временам источника света. Нередко требуется от одного и того же источника переменного тока питать приборы, рассчитанные на разные напряжения. При включении в сеть с напряжением 220 В телевизора: На нитях накала ламп (если они есть) должно быть создано напряжение 6,3 В; Между анодом и катодом – напряжение от 200 до 500 В; Для работы электронно-лучевой трубки нужно напряжение 15000 В; Для транзисторов – порядка 1-2 В.

Изображение слайда

12

Слайд 12: Устройство трансформатора

Трансформатор состоит из двух катушек, надетых на ферромагнитный сердечник. Трансформаторы нужны для понижения или повышения напряжения для удобства потребителей. Первичная обмотка подключается к источнику тока и имеет N 1 витков. Вторичная обмотка подключается к потребителю и имеет N 2 витков. Действие трансформаторов основано на явлении электромагнитной индукции.

Изображение слайда

13

Слайд 13: Устройство и принцип действия трансформатора

Изображение слайда

14

Слайд 14: трансформатор

Изображение слайда

15

Слайд 15: Холостой ход

Холостой ход – режим работы трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой. Мгновенное значение ЭДС индукции е в любом витке первичной и вторичной обмотки одинаково и (по закону ЭДС индукции) определяется формулой: е= -Ф ` Если Ф=Ф m cos ω t Ф ` =- ω Ф m sin ω t е= — ω Ф m sin ω t или е= ℇ m sin ω t В первичной обмотке, имеющей N 1 витков, полная ЭДС индукции равна N 1 е. Во вторичной обмотке полная ЭДС индукции равна N 2 е. Отсюда:

Изображение слайда

16

Слайд 16: Работа нагруженного трансформатора

К – коэффициент трансформации. При К > 0 трансформатор является понижающим; При К < 0 трансформатор является повышающим. Если к концам вторичной обмотки присоединить цепь (нагрузить трансформатор), то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна нулю Мощность в цепи первичной обмотки при нагрузке трансформатора приблизительно равна мощности цепи вторичной обмотки

Изображение слайда

17

Слайд 17: Проверка зависимости силы тока во вторичной обмотке от силы тока первичной обмотки

Изображение слайда

18

Слайд 18: Производство, передача и использование электрической энергии

Изображение слайда

19

Слайд 19: Превращения энергии топлива

Изображение слайда

20

Слайд 20: Масштабы электростанций

Изображение слайда

21

Слайд 21: Превращение энергии воды

Изображение слайда

22

Слайд 22

Изображение слайда

23

Слайд 23: Модель ЛЭП

Изображение слайда

24

Слайд 24: Схема трансформации электрического переменного тока от генератора к потребителю

Задание : подсчитайте коэффициенты трансформации на каждом ее этапе.

Изображение слайда

25

Слайд 25: Решение задач

Изображение слайда

26

Слайд 26: Задача 53

Напряжение на концах первичной обмотки 220 В, на концах вторичной обмотки 11 В. Определите коэффициент трансформации. Каков тип этого трансформатора – понижающий или повышающий?

Изображение слайда

27

Слайд 27: Задача 54

Придумайте способ определения числа витков катушки, не разматывая ее.

Изображение слайда

28

Слайд 28: Задача 55

Напряжение на концах первичной обмотки трансформатора 220 В, сила тока в ней 1 А. напряжение на концах вторичной обмотки 22 В. Какой была бы сила тока во вторичной обмотке при КПД трансформатора 100 %?

Изображение слайда

29

Слайд 29: Задача 56

Напряжение на концах первичной обмотки трансформатора 127 В, сила тока в ней 1 А. напряжение на концах вторичной обмотки 12,7 В, сила тока в ней 8 А. каков КПД трансформатора?

Изображение слайда

30

Слайд 30

Изображение слайда

31

Последний слайд презентации: 29.10.2020 г. Трансформаторы. Производство, передача и использование

Изображение слайда

Эффективное использование электроэнергии

Самый естественный и единственный на первый взгляд способ — строительство новых мощных электростанций: тепловых, гидравлических и атомных. Однако строительство новой крупной электростанции требует нескольких лет и больших затрат. При этом тепловые электростанции потребляют невозобновляемые природные ресурсы: уголь, нефть и газ.

Одновременно они наносят большой ущерб экологическому равновесию на нашей планете. Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом. Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не росту мощности электростанций.

По этой ссылке вы найдёте полный курс лекций по математике:

Возможности для более эффективного использования электроэнергии имеются, и немалые. Одна из них связана с освещением, на которое тратится около 25% всей производимой электроэнергии. В настоящее время в США и других странах разработаны компактные люминесцентные лампы, которые потребляют на 80% меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Стоимость таких ламп значительно превышает стоимость обычных, но окупятся они быстро.

Наряду с этим самые простые меры по экономному применению освещения в домах и производственных помещениях способны дать немалый эффект. Не надо оставлять включенными без нужды лампы, следует стремиться к тому, чтобы освещались лишь рабочие участки и т.д. Имеется множество других возможностей повышения эффективности использования электроэнергии в быту: в холодильных установках, телевизорах, компьютерах и т. д.

Сэкономленные средства можно использовать для разработки устройств, преобразующих солнечную энергию в электрическую.

Большие надежды возлагаются учеными на получение энергии с помощью управляемых термоядерных реакций. Такие устройства не будут представлять столь большой опасности, как обычные атомные электростанции. УПРАЖНЕНИЕ 5 1. Как должны быть расположены изолированные друг от друга стальные пластины сердечника ротора индукционного генератора для уменьшения вихревых токов? 2. Проволочная прямоугольная рамка вращается в однородном магнитном поле.

Возможно вам будут полезны данные страницы:

В каком случае наводимая в рамке ЭДС максимальна: когда плоскость рамки перпендикулярна линиям магнитной индукции или когда она параллельна им? 3. Обмотки трансформатора сделаны из провода разной толщины. Какая из обмоток содержит большее число витков? 4. Придумайте способ определения числа витков обмотки трансформатора, не разматывая катушку. 5. Что может произойти, если случайно подключить трансформатор к источнику постоянного тока?

6. Если в обмотке трансформатора замкнется один виток, трансформатор выходит из строя. Почему? 7.Найдите коэффициент трансформации всех понижающих трансформаторов, которые должны использоваться при передаче электроэнергии от генератора к потребителям в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 102. (Потерями энергии можно пренебречь.)

Решите ту же задачу для повышающего

трансформатора. КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ 5 1. Электрический ток вырабатывается преимущественно электромеханическими индукционными генераторами. Эти генераторы превращают механическую энергию в энергию электрического тока. 2. Переменный электрический ток преобразуется с помощью трансформаторов. Трансформатор имеет две обмотки, надетые на стальной сердечник.

Его назначение состоит в увеличении или уменьшении напряжения при минимальных потерях энергии. Получаемое изменение напряжения определяется отношением числа витков N] в первичной обмотке к числу витков N2 во вторичной обмотке: 3. Во сколько раз увеличивается (уменьшается) напряжение, во столько же (приблизительно) раз уменьшается (увеличивается) сила тока: 4. Потери энергии в проводниках пропорциональны квадрату силы тока.

Передаваемая же мощность пропорциональна произведению силы тока на напряжение. Поэтому передачу электрической энергии по проводам выгодно осуществлять при высоком напряжении и малой силе тока. Трансформаторы на электростанциях повышают напряжение перед передачей энергии на большие расстояния. На конце линии электропередачи напряжение понижают с помощью трансформаторов, и электрический ток поступает к потребителям.

Как рассчитать обмотку трансформатора

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Если вы когда-нибудь задумывались, как дома и здания используют электроэнергию от электростанций, вы должны узнать о трансформаторах в силовых установках. распределительные сети, которые преобразуют токи высокого напряжения в те, которые вы используете в бытовых приборах. Эти трансформаторы имеют простую конструкцию для большинства типов трансформаторов, но могут сильно различаться по степени изменения входного напряжения в зависимости от конструкции.

Формула обмотки трансформатора

Трансформаторы, которые используются в системах распределения электроэнергии, имеют простую конструкцию, в которой используется катушка, намотанная вокруг магнитного сердечника в различных областях.

Эти катушки с проводом принимают входящий ток и изменяют напряжение в соответствии с коэффициентом поворота трансформатора , который равен

\ frac {N_P} {N_S} = \ frac {V_P} {V_S}

для числа обмотки первичной обмотки и вторичной обмотки N _p и N _s соответственно, а напряжение первичной обмотки и вторичной обмотки V _p и V _s соответственно.

Эта формула обмотки трансформатора сообщает вам долю, на которую трансформатор изменяет входящее напряжение, и что напряжение обмоток катушки прямо пропорционально количеству обмоток самих катушек.

Имейте в виду, что, хотя эта формула называется «соотношением», на самом деле это дробь, а не соотношение. Например, если у вас есть одна обмотка первичной обмотки и четыре обмотки вторичной обмотки трансформатора, это будет соответствовать доле 1/4, что означает, что трансформатор снижает напряжение на величину 1/4.Но соотношение 1: 4 означает, что для одного из чего-то есть четыре из чего-то другого, что не всегда означает то же самое, что и дробь.

Трансформаторы могут повышать или понижать напряжение и известны как повышающие трансформаторы , или понижающие трансформаторы , , в зависимости от того, какое действие они выполняют. Это означает, что коэффициент трансформации трансформатора всегда будет положительным, но может быть больше единицы для повышающих трансформаторов или меньше единицы для понижающих трансформаторов.

Формула обмотки трансформатора верна только тогда, когда углы первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе друг с другом. Это означает, что для данного источника питания переменного тока (AC), который переключается вперед и назад между прямым и обратным током, ток в первичной и вторичной обмотках синхронизируется друг с другом во время этого динамического процесса.

Могут быть трансформаторы с коэффициентом трансформации 1, которые не изменяют напряжение, а вместо этого используются для разделения различных цепей друг от друга или для небольшого изменения сопротивления цепи.

Калькулятор конструкции трансформатора

Вы можете понять свойства трансформаторов, чтобы определить, что калькулятор конструкции трансформатора будет учитывать как метод определения того, как сконструировать трансформаторы.

Хотя первичная и вторичная обмотки трансформатора отделены друг от друга, первичная обмотка индуцирует ток во вторичных обмотках с помощью метода индуктивности. Когда источник питания переменного тока подается через первичные обмотки, ток течет по виткам и создает магнитное поле с помощью метода, называемого взаимной индуктивностью.

Формула обмотки трансформатора и магнетизм

Магнитное поле описывает, в каком направлении и насколько сильный магнетизм будет действовать на движущуюся заряженную частицу. Максимальное значение этого поля составляет dΦ / dt , скорость изменения магнитного потока Φ за небольшой промежуток времени.

Поток — это измерение того, сколько магнитного поля проходит через определенную площадь поверхности, например прямоугольную. В трансформаторе силовые линии магнитного поля направляются наружу от магнитной катушки, вокруг которой намотаны провода.

Магнитный поток связывает обе обмотки вместе, а сила магнитного поля зависит от величины тока и количества обмоток. Это может дать нам калькулятор расчета трансформатора , который учитывает эти свойства.

Закон индуктивности Фарадея, который описывает, как магнитные поля индуцируются в материалах, диктует, что напряжение любой из обмоток индуцирует

либо для первичной обмотки, либо для вторичной обмотки. Обычно это называется наведенной электродвижущей силой (ЭДС , ЭДС ).

Если бы вы измерили изменение магнитного потока за небольшой период времени, вы могли бы получить значение dΦ / dt и использовать его для вычисления ЭДС . Общая формула для магнитного потока:

\ Phi = BA | cos {\ theta}

для магнитного поля B , площадь поверхности плоскости в поле A, и угол между магнитным полем линии и направление, перпендикулярное площади θ .

Вы можете учесть геометрию обмоток вокруг магнитопровода трансформатора, чтобы измерить поток. Askat

для источника переменного тока, где ω — угловая частота ( 2πf для частоты f ) и Φ _max — максимальный поток.В этом случае частота f относится к количеству волн, которые проходят через заданное место каждую секунду. Инженеры также называют произведение силы тока на количество витков обмотки « ампер-витков », что является мерой силы намагничивания катушки.

Примеры калькулятора обмоток трансформатора

Если вы хотите сравнить экспериментальные результаты того, как обмотки трансформаторов влияют на их использование, вы можете сравнить наблюдаемые экспериментальные свойства с характеристиками калькулятора обмоток трансформатора.

Компания-разработчик программного обеспечения Micro Digital предлагает онлайн-калькулятор обмотки трансформатора для расчета стандартного калибра проводов (SWG) или американского калибра проводов (AWG). Это позволяет инженерам изготавливать провода соответствующей толщины, чтобы они могли нести заряды, необходимые для их целей. Калькулятор оборотов трансформатора подскажет вам индивидуальное напряжение на каждом витке обмотки.

Другие калькуляторы, такие как калькулятор от компании-производителя Flex-Core, позволяют рассчитать сечение провода для различных практических применений, если вы введете номинальную нагрузку, номинальный вторичный ток, длину провода между трансформатором тока и измерителем и входную нагрузку. метра.

Трансформатор тока создает напряжение переменного тока во вторичной обмотке, пропорциональное току в первичной обмотке. Эти трансформаторы снижают токи высокого напряжения до более низких значений, используя простой метод контроля фактического электрического тока. Нагрузка — это сопротивление самого измерительного прибора пропускаемому через него току.

Hyperphysics предлагает онлайн-интерфейс расчета мощности трансформатора, который позволяет использовать его в качестве калькулятора конструкции трансформатора или в качестве калькулятора сопротивления трансформатора.Чтобы использовать его, вам необходимо ввести частоту напряжения питания, индуктивность первичной обмотки, индуктивность вторичной обмотки, количество катушек первичной обмотки, количество катушек вторичной обмотки, вторичное напряжение, сопротивление первичной обмотки, сопротивление вторичной обмотки, сопротивление нагрузки вторичной обмотки и взаимная индуктивность.

Взаимная индуктивность M учитывает влияние изменения нагрузки на вторичную обмотку на ток через первичную обмотку с ЭДС:

ЭДС = -M \ frac {\ Delta I_1} {\ Delta t }

для изменения тока через первичную обмотку ΔI ₁ и изменения во времени Δt .

Любой онлайн-калькулятор обмотки трансформатора делает предположения о самом трансформаторе. Убедитесь, что вы знаете, как каждый веб-сайт рассчитывает заявленные ценности, чтобы вы могли понять теорию и принципы, лежащие в основе трансформаторов в целом. Насколько они близки к формуле обмотки трансформатора, вытекающей из физики трансформатора, зависит от этих свойств.

Как рассчитать коэффициент трансформации трансформатора

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор: S.Hussain Ather

Переменный ток (AC) в большинстве бытовых приборов в вашем доме может поступать только от линий электропередач, которые посылают постоянный ток (DC) через трансформатор. Через все различные типы тока, который может протекать через цепь, помогает иметь возможность управлять этими электрическими явлениями. При всех способах использования трансформаторов для изменения напряжения в цепях трансформаторы в значительной степени зависят от своего коэффициента трансформации.

Расчет коэффициента трансформации трансформатора

Коэффициент трансформации трансформатора — это деление числа витков первичной обмотки на число витков вторичной обмотки по уравнению

T_R = \ frac {N_P } {N_S}

Это соотношение также должно равняться напряжению первичной обмотки, деленному на напряжение вторичной обмотки, как указано как В _p / В _s .Первичная обмотка относится к активной катушке индуктивности, элемент схемы, который индуцирует магнитное поле в ответ на поток заряда трансформатора, а вторичная обмотка — это катушка индуктивности без питания.

Эти соотношения верны при предположении, что фазовый угол первичной обмотки равен фазовым углам вторичной обмотки по уравнению Φ _P = Φ _S . Этот первичный и вторичный фазовый угол описывает, как ток, который чередуется между прямым и обратным направлениями в первичной и вторичной обмотках трансформатора, синхронизируется друг с другом.

Для источников переменного напряжения, используемых с трансформаторами, форма входящего сигнала является синусоидальной, то есть формой, которую создает синусоидальная волна. Коэффициент трансформации трансформатора показывает, насколько изменяется напряжение через трансформатор при прохождении тока от первичной обмотки ко вторичной обмотке.

Также обратите внимание, что слово «соотношение» в этой формуле относится к дроби , а не к фактическому соотношению . Доля 1/4 отличается от соотношения 1: 4. В то время как 1/4 — это одна часть целого, разделенная на четыре равные части, соотношение 1: 4 означает, что для одного чего-то есть четыре других.«Передаточное число» в соотношении витков трансформатора — это дробная часть, а не соотношение в формуле коэффициента трансформации трансформатора.

Коэффициент трансформации трансформатора показывает, что относительная разница напряжения зависит от количества катушек, намотанных вокруг первичной и вторичной частей трансформатора. Трансформатор с пятью обмотками первичной обмотки и 10 обмотками вторичной обмотки разрезает источник напряжения пополам, как указано в 5/10 или 1/2.

Повышение или понижение напряжения в результате этих катушек определяет, является ли это повышающий трансформатор или понижающий трансформатор, по формуле коэффициента трансформации.Трансформатор, который не увеличивает и не уменьшает напряжение, является «трансформатором полного сопротивления», который может либо измерять импеданс, сопротивление цепи току, либо просто указывать на разрывы между различными электрическими цепями.

Конструкция трансформатора

Компонентами сердечника трансформатора являются две катушки, первичная и вторичная, которые наматываются на железный сердечник. В ферромагнитном сердечнике или сердечнике из постоянного магнита трансформатора также используются тонкие электрически изолированные пластины, так что эти поверхности могут уменьшать сопротивление току, который проходит от первичных катушек ко вторичным катушкам трансформатора.

Конструкция трансформатора обычно рассчитана на минимальные потери энергии. Поскольку не весь магнитный поток от первичной обмотки проходит во вторичную, на практике будут некоторые потери. Трансформаторы также будут терять энергию из-за вихревых токов , локализованного электрического тока, вызванного изменениями магнитного поля в электрических цепях.

Трансформаторы получили свое название, потому что они используют эту установку намагничивающего сердечника с обмотками на двух отдельных его частях для преобразования электрической энергии в магнитную энергию посредством намагничивания сердечника из тока через первичные обмотки.

Затем магнитопровод индуцирует ток во вторичных обмотках, который преобразует магнитную энергию обратно в электрическую. Это означает, что трансформаторы всегда работают от входящего источника переменного напряжения, который переключается между прямым и обратным направлениями тока через равные промежутки времени.

Типы эффектов трансформатора

Помимо формулы напряжения или количества катушек, вы можете изучить трансформаторы, чтобы узнать больше о природе различных типов напряжений, электромагнитной индукции, магнитных полях, магнитном потоке и других свойствах, которые возникают в результате строительство трансформатора.

В отличие от источника напряжения, который посылает ток в одном направлении, источник переменного напряжения , передаваемый через первичную катушку, создает собственное магнитное поле. Это явление известно как взаимная индуктивность.

Напряженность магнитного поля увеличится до максимального значения, равного разнице магнитных потоков, деленной на период времени, dΦ / dt . Имейте в виду, что в этом случае Φ используется для обозначения магнитного потока, а не фазового угла.Эти силовые линии магнитного поля направлены наружу от электромагнита. Инженеры, создающие трансформаторы, также принимают во внимание потокосцепление, которое является произведением магнитного потока Φ и количества витков в проводе N , создаваемого магнитным полем, передаваемым от одной катушки к другой.

Общее уравнение для магнитного потока:

\ Phi = BA \ cos {\ theta}

для площади поверхности, через которую проходит поле A в м ² , магнитное поле B в теслах и θ как угол между перпендикулярным вектором к площади и магнитным полем.Для простого случая намотки катушек вокруг магнита поток определяется как

\ Phi = NBA

для количества катушек N , магнитного поля B и на определенной площади A Поверхности, параллельной магниту. Однако для трансформатора магнитная связь заставляет магнитный поток в первичной обмотке равняться магнитному потоку вторичной обмотки.

Согласно закону Фарадея, вы можете рассчитать напряжение, индуцированное в первичной или вторичной обмотке трансформатора, вычислив Н x dΦ / dt .Это также объясняет, почему соотношение витков трансформатора напряжения одной части трансформатора относительно другой равно количеству витков одной части трансформатора по отношению к другой.

Если бы вы сравнили N x dΦ / dt одной части с другой, dΦ / dt компенсировались бы из-за того, что обе части имели одинаковый магнитный поток. Наконец, вы можете рассчитать ампер-витки трансформатора как произведение тока на количество катушек как метод измерения силы намагничивания катушки

Практические трансформаторы

Электрораспределительные сети отправляют электроэнергию от электростанций в здания и дома.Эти линии электропередач начинаются на электростанции, где электрический генератор вырабатывает электрическую энергию из некоторого источника. Это может быть гидроэлектростанция, использующая энергию воды, или газовая турбина, которая использует горение для создания механической энергии из природного газа и преобразования ее в электричество. К сожалению, это электричество вырабатывается как напряжение постоянного тока и , которое необходимо преобразовать в напряжение переменного тока для большинства бытовых приборов.

Трансформаторы делают это электричество пригодным для использования, создавая однофазные источники питания постоянного тока для домашних хозяйств и зданий из поступающего переменного напряжения переменного тока.Трансформаторы в распределительных сетях также обеспечивают необходимое напряжение для домашней электроники и электрических систем. В распределительных сетях также используются «шины», которые разделяют распределение по нескольким направлениям вместе с автоматическими выключателями, чтобы отдельные разводки были отделены друг от друга.

Инженеры часто учитывают КПД трансформаторов, используя простое уравнение КПД:

\ eta = \ frac {P_O} {P_I}

f или выходная мощность P _O и входная мощность P _I .Основываясь на конструкции трансформатора, эти системы не теряют энергию из-за трения или сопротивления воздуха, потому что трансформаторы не содержат движущихся частей.

Ток намагничивания, величина тока, необходимая для намагничивания сердечника трансформатора, обычно очень мала по сравнению с током, который индуцирует первичная часть трансформатора. Эти факторы означают, что трансформаторы обычно очень эффективны с КПД 95% и выше для большинства современных конструкций.

Если вы подали источник переменного напряжения на первичную обмотку трансформатора, магнитный поток, индуцированный в магнитном сердечнике, будет продолжать индуцировать переменное напряжение во вторичной обмотке в той же фазе, что и напряжение источника.Однако магнитный поток в сердечнике остается на 90 ° ниже фазового угла напряжения источника. Это означает, что ток первичной обмотки, ток намагничивания, также отстает от источника переменного напряжения.

Уравнение трансформатора для взаимной индуктивности

Помимо поля, магнитного потока и напряжения, трансформаторы иллюстрируют электромагнитные явления взаимной индуктивности, которые дают большую мощность первичным обмоткам трансформатора при подключении к источнику питания.

Это происходит как реакция первичной обмотки на увеличение нагрузки, то есть что-то, что потребляет мощность на вторичных обмотках. Если вы добавили нагрузку на вторичные обмотки с помощью такого метода, как увеличение сопротивления проводов, первичные обмотки отреагировали бы потреблением большего тока от источника питания, чтобы компенсировать это уменьшение. Взаимная индуктивность — это нагрузка на вторичную обмотку, которую можно использовать для расчета увеличения тока через первичные обмотки.

Если бы вы написали отдельное уравнение напряжения как для первичной, так и для вторичной обмоток, вы могли бы описать это явление взаимной индуктивности. Для первичной обмотки

V_P = I_PR_1 + L_1 \ frac {\ Delta I_P} {\ Delta t} -M \ frac {\ Delta I_S} {\ Delta t}

для тока через первичную обмотку I _P , сопротивление нагрузки первичной обмотки R ₁ , взаимная индуктивность M , индуктивность первичной обмотки L _I , вторичная обмотка I _S и изменить по времени Δt .Отрицательный знак перед взаимной индуктивностью M показывает, что ток источника немедленно испытывает падение напряжения из-за нагрузки на вторичную обмотку, но в ответ первичная обмотка увеличивает свое напряжение.

Это уравнение следует правилам написания уравнений, описывающих, как ток и напряжение различаются между элементами схемы. Для замкнутого электрического контура вы можете записать сумму напряжений на каждом компоненте равной нулю, чтобы показать, как напряжение падает на каждом элементе в цепи.

Для первичных обмоток вы пишете это уравнение, чтобы учесть напряжение на самих первичных обмотках ( I _P R ₁ ), напряжение из-за индуцированного тока магнитного поля. поле L ₁ ΔI _P / Δt и напряжение за счет влияния взаимной индуктивности вторичных обмоток M ΔI _S / Δt.

Аналогичным образом вы можете написать уравнение, описывающее падение напряжения на вторичных обмотках как

M \ frac {\ Delta I_P} {\ Delta t} = I_SR_2 + L_2 \ frac {\ Delta I_S} {\ Delta t}

Это уравнение включает ток вторичной обмотки I _S , индуктивность вторичной обмотки L _{2 и сопротивление нагрузки вторичной обмотки R 2 .Сопротивление и индуктивность обозначены индексами 1 или 2 вместо P или S соответственно, поскольку резисторы и индуктивности часто нумеруются, а не обозначаются буквами. Наконец, вы можете рассчитать взаимную индуктивность катушек индуктивности напрямую как}

M = \ sqrt {L_1L_2}

Расчет коэффициента трансформации трансформатора

Соотношение витков выражается двумя числами, например 2: 1 или 2: 1. Первое число представляет относительное количество витков первичной обмотки, а второе число — относительное число витков вторичной обмотки.Коэффициент трансформации трансформатора рассчитывается по следующей формуле:

$$ \ frac {{{N} _ {p}}} {{{N} _ {s}}} $$

где

NP = количество витков в первичной обмотке

NS = количество витков вторичной обмотки

Пример: Каково соотношение витков трансформатора с 500 витками первичной обмотки и 1000 витков во вторичной обмотке?

$$ \ frac {{{N} _ {p}}} {{{N} _ {s}}} = \ frac {500} {1000} = 1: 2 $$

Повышающий трансформатор — это трансформатор, в котором источник подключен к обмотке с меньшим числом витков, а нагрузка подключена к обмотке с большим числом витков.Понижающий трансформатор — это трансформатор, в котором источник подключен к обмотке с наибольшим количеством витков, а нагрузка подключена к обмотке с наименьшим числом витков (см. Рисунок 1).

Рис. 1. Коэффициент трансформации определяет, является ли трансформатор повышающим или понижающим.

Примечание

Большинство цепей управления двигателями питаются от понижающих трансформаторов, которые снижают напряжение в цепи управления.Понижающий трансформатор снижает напряжение в цепи управления до уровня 24 В или 12 В, если необходимо.

Для повышающих и понижающих трансформаторов номинальная мощность на первичной и вторичной сторонах всегда одинакова. Соотношение витков можно использовать для расчета вторичного напряжения и тока следующим образом:

$$ \ frac {{{N} _ {p}}} {{{N} _ {s}}} = \ frac {{{E} _ {p}}} {{{E} _ {s} }} = \ frac {{{I} _ {s}}} {{{I} _ {p}}} $$

Где

NP = количество витков первичной обмотки

NS = количество витков вторичной обмотки

EP = напряжение первичной обмотки (в В)

ES = напряжение во вторичной обмотке (в В)

IP = ток в первичной обмотке (в A)

IS = ток во вторичной обмотке (в A)

Отношение витков между двумя катушками определяет, является ли устройство повышающим или понижающим трансформатором.Например, если катушка, подключенная к источнику, имеет 500 витков, а катушка, подключенная к нагрузке, имеет 1000 витков, устройство является повышающим трансформатором. Соотношение витков составляет 1: 2, и поток от каждого витка первичной обмотки сокращает два витка вторичной обмотки. Если источник, подключенный к первичной, составляет 120 В, вторичное напряжение рассчитывается следующим образом:

$$ \ frac {{{N} _ {p}}} {{{N} _ {s}}} = \ frac {{{E} _ {p}}} {{{E} _ {s} }} \ Rightarrow \ frac {500} {1000} = \ frac {120} {{{E} _ {s}}} \ Rightarrow 500 \ times {{E} _ {s}} = 120 \ times 1000 \ Rightarrow {{E} _ {s}} = 240 В $$

Если напряжение источника 240 В необходимо понизить до 120 В, катушки можно поменять местами.Катушки на 240 В являются первичными, а катушки на 120 В — вторичными. Однако нельзя превышать номинальное напряжение катушки. Трансформатор с соотношением 2: 1 с первичной обмоткой 240 В и вторичной обмоткой 120 В не должен подключаться к линии 480 В для создания вторичной обмотки 240 В. Соотношение витков правильное, но индуктивность катушек слишком мала для обеспечения требуемых ограничений тока в катушке из-за более низкого реактивного сопротивления.

Вольт на оборот

Соотношение витков можно использовать для объяснения связанной концепции, называемой вольт на виток.Вольт на виток (В / виток) — это напряжение, падающее на каждом витке катушки, или напряжение, индуцированное на каждом витке вторичной катушки. Каждый трансформатор имеет расчетное значение вольт на виток. Например, если первичная обмотка трансформатора имеет 120 витков с источником 120 В, она имеет 1 В / виток. Вторичная обмотка имеет такое же значение напряжения на виток. Если вторичная обмотка имеет 24 витка, напряжение на вторичной обмотке составляет 24 В. Следовательно, трансформатор с соотношением витков 120: 24, вольт на виток 1 и первичным напряжением 120 В имеет вторичное напряжение 24 В.

Метчики для катушек

Отвод катушки на катушке трансформатора — это дополнительное электрическое соединение, которое позволяет переменному числу витков катушки быть частью цепи (см. Рисунок 2).В зависимости от местоположения обслуживания относительно подстанции, обеспечивающей электроэнергию, иногда необходимы отводы для змеевиков. В конце распределительной линии, на большом расстоянии от источника, напряжение иногда бывает ниже нормы. Для подачи надлежащего напряжения на оборудование на заводе предлагаются отводы на первичной обмотке трансформатора. Эти отводы позволяют изменять коэффициент трансформации трансформатора в полевых условиях, чтобы компенсировать низкое первичное напряжение.

Рисунок 2.Отводы катушки используются для регулировки выходного напряжения трансформатора.

Например, если первичная обмотка рассчитана на 7200 В переменного тока и имеет 1620 витков, каково значение напряжения на виток трансформатора? Трансформатор падает на 7200 В переменного тока через 1620 витков. Вольт на оборот рассчитывается следующим образом:

$$ {V} / {turn = \ frac {E} {{{N} _ {p}}}} \; $$

где

В / виток = вольт на виток

E = напряжение (в В)

витков = количество витков в первичной обмотке

$$ {V} / {turn = \ frac {E} {{{N} _ {p}}}} \; = \ frac {7200} {1620} = 4.444 $$

Какое значение имеет значение напряжения на виток трансформатора, если напряжение на 5% ниже (6840 В переменного тока)?

$$ {V} / {turn = \ frac {E} {{{N} _ {p}}}} \; = \ frac {6840} {1620} = 4,222 $$

Это показывает, что когда первичное напряжение уменьшается на 5%, вторичное напряжение уменьшается на такой же процент. Изменяя ответвления и удаляя несколько витков из первичной цепи, можно поднять напряжение на виток до уровня, который дает нам правильное вторичное напряжение. Количество витков в первичной обмотке, необходимое для сброса 4.444 В / оборот при 6840 В переменного тока рассчитывается следующим образом:

$$ {{N} _ {p}} = \ frac {E} {{V} / {turn} \;} $$

где

NP = количество витков первичной обмотки

E = напряжение (в В)

В / виток = вольт на виток

$$ {{N} _ {p}} = \ frac {6840} {4.444} = 1539 \ text {} превращается в $$

Этот тип трансформатора обычно снабжен ответвлениями катушки, кратными 2,5% выше нормы (AN) и 2,5% ниже нормы (BN). Для первичной обмотки с 1620 витками 2,5% соответствует примерно 40 виткам (1620 × 0.025 = 40,5). Перемещение соединения на два положения отводов изменяет количество витков в первичной обмотке примерно на 80 витков. Первичная обмотка изменена с 1620 витков на 1540 витков. Соотношение витков изменяется таким образом, чтобы трансформатор мог компенсировать низкое напряжение и обеспечивать номинальное напряжение вторичной обмотки.

Основы работы с трансформаторами и принципы работы с трансформаторами

Одна из основных причин, по которой мы используем переменные напряжения и токи переменного тока в наших домах и на рабочих местах, заключается в том, что источники переменного тока можно легко генерировать при подходящем напряжении, преобразовывать (отсюда и название трансформатор) в гораздо более высокие напряжения, а затем распространять по стране с национальная сетка пилонов и кабелей на очень большие расстояния.

Причина преобразования напряжения на гораздо более высокий уровень заключается в том, что более высокие напряжения распределения подразумевают более низкие токи при той же мощности и, следовательно, более низкие потери I ² * R в сетевой кабельной сети. Эти более высокие напряжения и токи передачи переменного тока затем могут быть снижены до гораздо более низкого, безопасного и пригодного для использования уровня напряжения, где его можно использовать для питания электрического оборудования в наших домах и на рабочих местах, и все это возможно благодаря базовому трансформатору напряжения .

Типовой трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения можно рассматривать как электрический компонент, а не как электронный компонент. Трансформатор в основном представляет собой очень простое статическое (или стационарное) электромагнитное пассивное электрическое устройство, которое работает по принципу закона индукции Фарадея, преобразуя электрическую энергию из одного значения в другое.

Трансформатор делает это путем соединения двух или более электрических цепей с помощью общей колебательной магнитной цепи, которая создается самим трансформатором.Трансформатор работает на принципах «электромагнитной индукции» в форме взаимной индукции.

Взаимная индукция — это процесс, при котором катушка с проволокой индуцирует напряжение в другой катушке, расположенной в непосредственной близости от нее. Тогда мы можем сказать, что трансформаторы работают в «магнитной области», а трансформаторы получили свое название от того факта, что они «преобразуют» один уровень напряжения или тока в другой.

Трансформаторы

способны увеличивать или уменьшать уровни напряжения и тока источника питания без изменения его частоты или количества электроэнергии, передаваемой от одной обмотки к другой через магнитную цепь.

Однофазный трансформатор напряжения в основном состоит из двух электрических катушек с проволокой, одна из которых называется «Первичная обмотка», а другая — «Вторичная обмотка». В этом руководстве мы определим «первичную» сторону трансформатора как сторону, которая обычно принимает питание, а «вторичную» как сторону, которая обычно подает питание. В однофазном трансформаторе напряжения первичной обмоткой обычно является сторона с более высоким напряжением.

Эти две катушки не находятся в электрическом контакте друг с другом, а вместо этого намотаны вместе вокруг общей замкнутой магнитной железной цепи, называемой «сердечником».Этот сердечник из мягкого железа не является твердым, а состоит из отдельных пластин, соединенных вместе, чтобы помочь снизить потери сердечника.

Две обмотки катушки электрически изолированы друг от друга, но магнитно связаны через общий сердечник, что позволяет передавать электрическую мощность от одной катушки к другой. Когда электрический ток проходит через первичную обмотку, создается магнитное поле, которое индуцирует напряжение во вторичной обмотке, как показано.

Однофазный трансформатор напряжения

Другими словами, для трансформатора нет прямого электрического соединения между двумя обмотками катушки, что дало ему название также изолирующий трансформатор .Обычно первичная обмотка трансформатора подключается к источнику входного напряжения и преобразует или преобразует электрическую энергию в магнитное поле. В то время как работа вторичной обмотки заключается в преобразовании этого переменного магнитного поля в электрическую энергию, производящую требуемое выходное напряжение, как показано.

Конструкция трансформатора (однофазный)

• Где:
• В _P — первичное напряжение
• V _S — вторичное напряжение
• N _P — количество первичных обмоток
• N _S — количество вторичных обмоток
• Φ (phi) — флюсовая связь

Обратите внимание, что две обмотки катушки не связаны электрически, а связаны только магнитно.Однофазный трансформатор может увеличивать или уменьшать напряжение, подаваемое на первичную обмотку. Когда трансформатор используется для «увеличения» напряжения на его вторичной обмотке относительно первичной, он называется повышающим трансформатором . Когда он используется для «уменьшения» напряжения на вторичной обмотке относительно первичной, он называется понижающим трансформатором .

Однако существует третье условие, при котором трансформатор создает на своей вторичной обмотке такое же напряжение, какое прикладывается к его первичной обмотке.Другими словами, его выход идентичен по передаваемому напряжению, току и мощности. Этот тип трансформатора называется «трансформатором импеданса» и в основном используется для согласования импеданса или изоляции прилегающих электрических цепей.

Разница в напряжении между первичной и вторичной обмотками достигается за счет изменения количества витков катушки в первичной обмотке (N _P ) по сравнению с количеством витков катушки на вторичной обмотке (N _S ).

Поскольку трансформатор в основном является линейным устройством, теперь существует соотношение между количеством витков первичной катушки, деленным на количество витков вторичной катушки. Этот коэффициент, называемый коэффициентом трансформации, более известен как «коэффициент трансформации» трансформаторов (TR). Это значение коэффициента трансформации определяет работу трансформатора и соответствующее напряжение на вторичной обмотке.

Необходимо знать соотношение количества витков провода на первичной обмотке по сравнению с вторичной обмоткой.Передаточное число витков, которое не имеет единиц измерения, сравнивает две обмотки по порядку и записывается с двоеточием, например 3: 1 (3-к-1). В этом примере это означает, что если на первичной обмотке 3 вольта, то на вторичной обмотке будет 1 вольт, а на 1 вольт — 3 вольта. Тогда мы можем видеть, что если соотношение между количеством витков изменяется, результирующие напряжения также должны изменяться в том же соотношении, и это правда.

Трансформаторы — все о «соотношениях». Соотношение первичной и вторичной обмоток, отношение входа к выходу и коэффициент трансформации любого данного трансформатора будет таким же, как и его коэффициент напряжения.Другими словами, для трансформатора: «коэффициент трансформации = коэффициент напряжения». Фактическое количество витков провода на любой обмотке, как правило, не важно, просто соотношение витков, и это соотношение дается как:

A Коэффициент трансформации трансформаторов

Предполагая идеальный трансформатор и фазовые углы: Φ _P ≡ Φ _S

Обратите внимание на то, что порядок чисел при выражении значения коэффициента передачи трансформатора очень важен, поскольку коэффициент передачи 3: 1 выражает совсем другое соотношение трансформатора и выходное напряжение, чем тот, в котором коэффициент передачи задается как 1: 3 .

Основы трансформатора, пример №1

Трансформатор напряжения имеет 1500 витков провода на первичной обмотке и 500 витков провода на вторичной обмотке. Каким будет коэффициент трансформации (TR) трансформатора.

Это соотношение 3: 1 (3 к 1) просто означает, что на каждую вторичную обмотку приходится три первичные обмотки. По мере того, как соотношение перемещается от большего числа слева к меньшему числу справа, значение первичного напряжения постепенно понижается, как показано.

Основы трансформатора, пример №2

Если к первичной обмотке того же трансформатора, указанного выше, приложено 240 В (среднеквадратичное значение), каким будет результирующее вторичное напряжение холостого хода.

Еще раз подтверждая, что трансформатор является «понижающим» трансформатором, поскольку первичное напряжение составляет 240 вольт, а соответствующее вторичное напряжение ниже 80 вольт.

Тогда основная цель трансформатора — преобразовывать напряжения с заданными соотношениями, и мы можем видеть, что на первичной обмотке есть заданное количество или количество обмоток (витков провода) на ней, чтобы соответствовать входному напряжению.Если вторичное выходное напряжение должно быть таким же, как входное напряжение на первичной обмотке, то на вторичный сердечник должно быть намотано такое же количество витков катушки, как и на первичном сердечнике, что дает равное соотношение витков 1: 1. (1 к 1). Другими словами, одна катушка включает вторичную обмотку, а другая — первичную.

Если выходное вторичное напряжение должно быть больше или выше, чем входное напряжение (повышающий трансформатор), то на вторичной обмотке должно быть больше витков, обеспечивающих соотношение витков 1: N (1-к-N), где N представляет собой число передаточного числа витков.Аналогичным образом, если требуется, чтобы вторичное напряжение было ниже или ниже первичного (понижающий трансформатор), то количество вторичных обмоток должно быть меньше, обеспечивая соотношение витков N: 1 (N-к-1). .

Действие трансформера

Мы видели, что количество витков вторичной обмотки по сравнению с первичной обмоткой, соотношение витков, влияет на величину напряжения, доступного от вторичной обмотки. Но если две обмотки электрически изолированы друг от друга, как создается это вторичное напряжение?

Ранее мы говорили, что трансформатор в основном состоит из двух катушек, намотанных на общий сердечник из мягкого железа.Когда к первичной катушке прикладывается переменное напряжение (V _P ), ток течет через катушку, которая, в свою очередь, создает вокруг себя магнитное поле, называемое взаимной индуктивностью , посредством этого потока тока согласно закону Фарадея из электромагнитная индукция. Сила магнитного поля нарастает по мере увеличения тока от нуля до максимального значения, которое задается как dΦ / dt.

По мере того, как магнитные силовые линии, устанавливаемые этим электромагнитом, расширяются наружу от катушки, сердечник из мягкого железа формирует путь и концентрирует магнитный поток.Этот магнитный поток связывает витки обеих обмоток, когда он увеличивается и уменьшается в противоположных направлениях под влиянием источника переменного тока.

Однако сила магнитного поля, индуцированного в сердечнике из мягкого железа, зависит от силы тока и количества витков в обмотке. Когда ток уменьшается, напряженность магнитного поля уменьшается.

Когда магнитные линии потока проходят вокруг сердечника, они проходят через витки вторичной обмотки, вызывая наведение напряжения во вторичной катушке.Величина индуцированного напряжения будет определяться: N * dΦ / dt (закон Фарадея), где N — количество витков катушки. Также это индуцированное напряжение имеет ту же частоту, что и напряжение первичной обмотки.

Тогда мы можем видеть, что одинаковое напряжение индуцируется в каждом витке катушки обеих обмоток, потому что один и тот же магнитный поток связывает витки обеих обмоток вместе. В результате общее индуцированное напряжение в каждой обмотке прямо пропорционально количеству витков в этой обмотке. Однако пиковая амплитуда выходного напряжения, доступного на вторичной обмотке, будет уменьшена, если магнитные потери сердечника велики.

Если мы хотим, чтобы первичная катушка создавала более сильное магнитное поле, чтобы преодолеть магнитные потери сердечника, мы можем либо послать через катушку больший ток, либо сохранить тот же ток, и вместо этого увеличить количество витков катушки (N _P ) обмотки. Произведение ампер на витки называется «ампер-витки», которое определяет силу намагничивания катушки.

Предположим, у нас есть трансформатор с одним витком в первичной обмотке и только с одним витком во вторичной.Если один вольт приложен к одному витку первичной катушки, при условии отсутствия потерь, должно протекать достаточно тока и генерироваться достаточно магнитного потока, чтобы индуцировать один вольт в одном витке вторичной обмотки. То есть каждая обмотка поддерживает одинаковое количество вольт на виток.

Поскольку магнитный поток изменяется синусоидально, Φ = Φ _max sinωt, то основное соотношение между наведенной ЭДС, (E) в обмотке катушки из N витков определяется выражением:

ЭДС = количество оборотов x скорость изменения

• Где:
• ƒ — частота потока в Герцах, = ω / 2π
• Ν — количество витков катушки.
• Φ — количество флюса в полотнах

Это известно как уравнение ЭДС трансформатора . Для ЭДС первичной обмотки N будет числом витков первичной обмотки (N _P ), а для ЭДС вторичной обмотки N будет числом витков вторичной обмотки (N _S ).

Также обратите внимание, что, поскольку трансформаторы требуют переменного магнитного потока для правильной работы, трансформаторы, следовательно, не могут использоваться для преобразования или подачи постоянного напряжения или тока, поскольку магнитное поле должно изменяться, чтобы индуцировать напряжение во вторичной обмотке.Другими словами, трансформаторы НЕ работают с установившимся постоянным напряжением , а только с переменным или пульсирующим напряжением.

Если первичная обмотка трансформатора была подключена к источнику постоянного тока, индуктивное реактивное сопротивление обмотки было бы равно нулю, поскольку постоянный ток не имеет частоты, поэтому эффективное сопротивление обмотки будет очень низким и равным только сопротивлению используемой меди. . Таким образом, обмотка будет потреблять очень большой ток от источника постоянного тока, что приведет к ее перегреву и, в конечном итоге, сгоранию, потому что, как мы знаем, I = V / R.

Основы трансформатора, пример №3

Однофазный трансформатор имеет 480 витков на первичной обмотке и 90 витков на вторичной обмотке. Максимальное значение плотности магнитного потока составляет 1,1 Тл, когда на первичную обмотку трансформатора подается напряжение 2200 В, 50 Гц. Вычислить:

а). Максимальный поток в сердечнике.

б). Площадь поперечного сечения сердечника.

в). Вторичная наведенная ЭДС.

Так как номинальное вторичное напряжение равно вторичной наведенной ЭДС, другой более простой способ рассчитать вторичное напряжение из отношения витков дается как:

Электрическая мощность в трансформаторе

Еще одним из основных параметров трансформатора является его номинальная мощность. Номинальная мощность трансформатора получается простым умножением тока на напряжение, чтобы получить номинальную мощность в вольт-ампер, , (ВА). Небольшие однофазные трансформаторы могут быть рассчитаны только в вольт-амперах, но более мощные силовые трансформаторы рассчитаны на единицы кило вольт-ампер , (кВА), где 1 киловольт-ампер равен 1000 вольт-амперам, а единицы Мега вольт-ампер , (МВА), где 1 мегавольт-ампер равен 1 миллиону вольт-ампер.

В идеальном трансформаторе (без учета потерь) мощность, доступная во вторичной обмотке, будет такой же, как и мощность в первичной обмотке, они являются устройствами постоянной мощности и не изменяют мощность, а изменяют только отношение напряжения к току. Таким образом, в идеальном трансформаторе коэффициент мощности равен единице, поскольку напряжение V, умноженное на ток, I останется постоянным.

То есть электрическая мощность на одном уровне напряжения / тока на первичной стороне «преобразуется» в электрическую энергию на той же частоте с тем же уровнем напряжения / тока на вторичной стороне.Хотя трансформатор может повышать (или понижать) напряжение, он не может повышать мощность. Таким образом, когда трансформатор увеличивает напряжение, он снижает ток и наоборот, так что выходная мощность всегда равна входной мощности. Тогда мы можем сказать, что первичная мощность равна вторичной мощности (P _P = P _S ).

Мощность в трансформаторе

Где: Φ _P — это первичный фазовый угол, а Φ _S — вторичный фазовый угол.

Обратите внимание, поскольку потеря мощности пропорциональна квадрату передаваемого тока, то есть: I ² R, увеличение напряжения, скажем, удвоение (× 2) напряжения уменьшит ток на ту же величину, (÷ 2) при подаче того же количества мощности на нагрузку и, следовательно, снижении потерь в 4 раза. Если бы напряжение было увеличено в 10 раз, ток уменьшился бы в том же раз, уменьшая общие потери в 100 раз.

Основы трансформатора — КПД

Трансформатору не требуются движущиеся части для передачи энергии.Это означает, что отсутствуют потери на трение или ветер, связанные с другими электрическими машинами. Однако трансформаторы действительно страдают от других типов потерь, называемых «потерями в меди» и «потерями в стали», но, как правило, они довольно малы.

Потери в меди, также известные как I ² R потери — это электрическая мощность, которая теряется при нагреве в результате циркуляции токов вокруг медных обмоток трансформатора, отсюда и название. Потери в меди представляют собой самые большие потери в работе трансформатора.Фактические потери мощности в ваттах можно определить (в каждой обмотке) возведением в квадрат ампер и умножением на сопротивление обмотки в омах (I ² R).

Потери в железе, также известные как гистерезис, представляют собой запаздывание магнитных молекул внутри сердечника в ответ на переменный магнитный поток. Это запаздывающее (или не совпадающее по фазе) состояние связано с тем, что для переворота магнитных молекул требуется энергия; они не меняют направление, пока поток не достигнет достаточной силы, чтобы повернуть их вспять.

Их перестановка приводит к трению, а трение вызывает тепло в сердечнике, что является формой потери мощности. Гистерезис внутри трансформатора можно уменьшить, сделав сердечник из специальных стальных сплавов.

Интенсивность потерь мощности в трансформаторе определяет его КПД. Эффективность трансформатора отражается в потерях мощности (мощности) между первичной (входной) и вторичной (выходной) обмотками. Тогда результирующий КПД трансформатора равен отношению выходной мощности вторичной обмотки P _S к мощности, потребляемой первичной обмоткой, P _P , и, следовательно, является высоким.

Идеальный трансформатор имел бы 100% КПД, передавая всю электрическую энергию, которую он получает с первичной стороны, на вторичную. Но настоящие трансформаторы, с другой стороны, не эффективны на 100%. При работе с полной нагрузкой их максимальный КПД составляет от 94% до 96%, что все еще неплохо для электрического устройства. Для трансформатора, работающего при постоянном напряжении и частоте переменного тока, его КПД может достигать 98%. КПД трансформатора η определяется как:

КПД трансформатора

Где: вход, выход и потери выражены в единицах мощности.

Обычно при работе с трансформаторами первичные ватты называются «вольт-ампер», ВА , чтобы отличить их от вторичных ватт. Тогда приведенное выше уравнение эффективности можно изменить на:

Иногда легче вспомнить взаимосвязь между входом, выходом и эффективностью трансформатора с помощью изображений. Здесь три величины VA, W и η наложены в треугольник, дающий мощность в ваттах вверху с вольт-амперами и эффективность внизу.Это расположение представляет собой фактическое положение каждой величины в формулах эффективности.

Треугольник КПД трансформатора

и транспонирование вышеуказанных величин треугольника дает нам следующие комбинации одного и того же уравнения:

Затем, чтобы найти Вт (выход) = VA x эфф., Или найти VA (вход) = W / eff., Или найти КПД, эфф. = Вт / ВА и т. Д.

Основные сведения о трансформаторе

Затем подведем итоги этого учебника по основам работы с трансформатором.Трансформатор Трансформатор изменяет уровень напряжения (или уровень тока) на своей входной обмотке на другое значение на своей выходной обмотке с помощью магнитного поля. Трансформатор состоит из двух электрически изолированных катушек и работает по принципу «взаимной индукции» Фарадея, согласно которому ЭДС индуцируется во вторичной катушке трансформатора магнитным потоком, создаваемым напряжениями и токами, протекающими в обмотке первичной катушки.

Как первичная, так и вторичная обмотки катушки намотаны вокруг общего сердечника из мягкого железа, сделанного из отдельных пластин для уменьшения вихревых токов и потерь мощности.Первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного тока, который должен быть синусоидальным по своей природе, а вторичная обмотка подает электроэнергию на нагрузку. При этом трансформатор можно использовать в обратном направлении с источником питания, подключенным к вторичной обмотке, при условии соблюдения номинальных значений напряжения и тока.

Мы можем представить трансформатор в виде блок-схемы следующим образом:

Базовое представление трансформатора

Соотношение первичной и вторичной обмоток трансформаторов относительно друг друга дает либо повышающий трансформатор напряжения, либо понижающий трансформатор напряжения с отношением числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки, называемым «витками». коэффициент »или« коэффициент трансформации ».

Если это отношение меньше единицы, n <1, тогда N _S больше, чем N _P , и трансформатор классифицируется как повышающий трансформатор. Если это отношение больше единицы, n> 1, то есть N _P больше, чем N _S , трансформатор классифицируется как понижающий трансформатор. Обратите внимание, что однофазный понижающий трансформатор также можно использовать в качестве повышающего трансформатора, просто поменяв местами соединения и сделав обмотку низкого напряжения первичной, и наоборот, пока трансформатор работает в пределах своей первоначальной проектной мощности в ВА.

Если соотношение витков равно единице, то есть n = 1, то и первичная, и вторичная обмотки имеют одинаковое количество витков катушки, поэтому напряжения и токи будут одинаковыми для первичной и вторичной обмоток.

Этот тип трансформатора 1: 1 классифицируется как изолирующий трансформатор, поскольку первичная и вторичная обмотки трансформатора имеют одинаковое количество вольт на виток. Эффективность трансформатора — это отношение мощности, которую он передает нагрузке, к мощности, которую он потребляет от источника питания.В идеальном трансформаторе нет потерь, поэтому нет потери мощности, тогда P _IN = P _OUT .

В следующем руководстве, посвященном основам работы с трансформатором , мы рассмотрим физическую конструкцию трансформатора и рассмотрим различные типы магнитных сердечников и пластинки, используемые для поддержки первичной и вторичной обмоток.

Как найти точное количество витков силового трансформатора

Я собираюсь нанести удар по этому поводу, и, может быть, если я ошибаюсь насчет характеристик материалов слоистых пластиков из кремнистой стали, кто-то может указать на это.{-7} \ times 40 000} \ $ и для B = 2 тесла, H = 39,8 ампер-витков на метр.

Что такое ампер-витки на метр — «амперы» все знают, «витки» знают все, а «на метр» относится к средней магнитной длине сердечника. Для тороида это средний диаметр кольца, умноженный на \ $ \ pi \ $. Для силового трансформатора это может легко быть 3 метра (на самом деле удар в темноте, потому что кВА вне моей лиги !!)

Итак, у нас H = около 40 А / м, и мы знаем амперы (пик) примерно при 0.2 \ $ / 597 = 49 генри.

Тогда я мог бы оценить реактивное сопротивление, принимая 50 Гц, и получить 15,4 кОм

Тогда я мог бы рассчитать ток намагничивания на основе 11кВ = \ $ \ dfrac {11,000} {15,400} \ $ = 0,71 ампера.

Это недалеко от того места, где я начал, когда предполагал ток намагничивания 0,5 А, поэтому я предполагаю, что первичные витки будут около 171 витка, а если вторичное напряжение составляет 400 В, то вторичные витки будут около 6.218, поэтому, если я предполагаю, вторичных витков 7, первичных будет около 193 витков.1 \ $ Кремниевая сталь является вероятным кандидатом на роль сердечника большого силового трансформатора, и этот материал имеет относительную проницаемость, \ $ \ mu_R \ $ 40 000. См. Таблицу в середине страницы. Я не специалист по силовым трансформаторам, так что не стреляйте в меня, если что-то не так !!

РЕДАКТИРОВАТЬ — вопреки сайту, который заявляет, что относительная проницаемость составляет 40 000, вики заявляет, что \ $ \ mu_R \ $ для «электротехнической стали» больше похоже на 4000. Это сделало бы H, рассчитанную выше напряженность магнитного поля, больше похожей на 398 А / м. Это сделало бы количество витков первичной обмотки примерно 1700.Кто-нибудь знает, что будет \ $ \ mu_R \ $?

Соотношение обмоток трансформатора к фактическому количеству обмоток

Скажем, я хочу иметь соотношение 1: 2, я могу намотать обмотки 10:20 или 100: 200

Есть две причины ответить на этот вопрос, и Брайан проделал достойную работу, объяснив основную проблему со слишком малым числом витков на первичной обмотке, но упустил пару тонкостей. Другая причина — указать на ошибку в принятом на данный момент ответе.

Если не учитывать вторичную обмотку (и любую нагрузку, которая может быть к ней подключена), трансформатор становится просто индуктором.Если эту катушку индуктивности подключить к источнику переменного тока, вы хотите, чтобы индуктивность была достаточно высокой, чтобы избежать большого реактивного тока, забираемого из источника — энергетические компании были бы в восторге, если бы каждая первичная обмотка трансформатора принимала 10 ампер реактивного тока — система электроснабжения рухнет и сгорит !!

Но есть и другая причина, связанная с насыщением ядра. Я все еще говорю о трансформаторе как о катушке индуктивности; Ампер-витки и размеры сердечника определяют поле H внутри сердечника, а амперы определяются индуктивностью (и напряжением питания).В свою очередь, индуктивность определяется другими параметрами сердечника и количеством витков.

Итак, сравните 10 витков со 100 витками — 100 витков первичной обмотки в 100 раз больше индуктивности 10 витков, а это означает, что ток (для фиксированного источника переменного тока) в 100 раз меньше, чем для 10 витков первичной обмотки.

Значит, ампер уменьшился на 100, а количество витков увеличилось на 10, в результате чего количество витков в амперах уменьшилось на 10 — это означает, что поле H уменьшилось на десять, и вероятность насыщения сердечника гораздо ниже.

Если вы подключаете вторичную нагрузку, ток в первичной обмотке увеличивается от основного тока намагничивания до более высокого тока. Это изменение тока называется первичным током, потребляемым вторичной нагрузкой.

Итак, теперь есть , возможно, нужно рассмотреть еще два набора ампер-витков — вторичные амперные витки и дополнительные первичные амперные витки из-за вторичной нагрузки. Я говорю «мог бы», потому что на самом деле нам вообще не нужно их рассматривать — они полностью компенсируются внутри ядра, и ядро ​​не более насыщено из-за тока нагрузки, чем это было, когда вторичной нагрузки не было.

Но, похоже, очень много инженеров этого не понимают — это звучит нелогично, так как я могу убедить неверующего? Рассмотрим 4 следующих сценария: —

Сценарии 1 и 2 касаются преобразования одной первичной обмотки в две параллельные обмотки. S1 имеет ток намагничивания Im и, следовательно, каждая обмотка в S2 принимает Im / 2. Другими словами, тесно связанные параллельные провода ведут себя как одиночный провод. Интересно, что каждый провод S2 ДОЛЖЕН теперь иметь удвоенную индуктивность, и если вы перестроите эти два провода, чтобы они были включены последовательно, у вас будет первичная индуктивность, которая в 4 раза больше, чем у S1 — это доказывает, что удвоение количества витков в четыре раза увеличивает индуктивность.Десятикратное количество витков означает, что индуктивность в сто раз больше.

S3 просит вас подумать, что происходит, когда одна из параллельных обмоток S2 отключена — каково будет фазовое соотношение напряжения на этой отключенной обмотке по сравнению с напряжением первичной обмотки? Если вы считаете, что оно противофазно первичному напряжению, то то, что произошло бы в сценарии 2, привело бы к пожару !!

Итак, очевидно, что индуцированное напряжение в отключенной обмотке (S3) имеет ту же фазу (и величину), что и первичное напряжение.

S4 должен быть понятным — подключите нагрузку к изолированной обмотке, и ток, протекающий в первичной обмотке, будет иметь направление, противоположное току, протекающему в «новой» вторичной обмотке.

Вкратце, это означает, что ампер-витки в первичной обмотке (из-за вторичного тока нагрузки) полностью компенсируются ампер-витками во вторичной обмотке.

Это также означает, что трансформатор, который требуется для работы с более высокой мощностью нагрузки, не будет увеличиваться из-за возможности насыщения сердечника.Он сделан большего размера, чтобы можно было использовать более толстые провода (меньшие потери в меди), а для более толстых проводов требуется больше места, следовательно, более крупный сердечник.

Напряжение

— от чего зависит нижний предел количества витков вторичной обмотки понижающего трансформатора?

Мне интересно понять, какие факторы определяют нижний предел числа витков вторичной обмотки понижающего трансформатора.

Хорошо.

Я читал, что первичная обмотка со слишком малым числом витков вызывает очень слабое магнитное поле в сердечнике,

Вы неправильно вспомнили или неправильно прочитали.

Вам необходимо как минимум минимальное количество витков на первичной обмотке, чтобы поле сердечника оставалось ниже максимального.

Материалы сердечника, железо или феррит, обладают максимальным магнитным полем. В случае железа предел имеет тенденцию быть насыщением, в случае феррита нагрев от потерь имеет тенденцию сокращаться до насыщения. Максимальные поля обычно составляют порядка 1,5 Тл для сетевых железных трансформаторов и от 0,1 Тл до 0,3 Тл для феррита в зависимости от частоты и марки.

Ядро имеет площадь \ $ A \ $, а материал ядра имеет максимальное поле \ $ B_ {max} \ $.Трансформатор имеет рабочую частоту \ $ f \ $. Мы можем вычислить максимальное напряжение, индуцированное за один виток, с помощью максимальной скорости изменения магнитного потока, которая равна \ $ V_ {max} = 2 \ pi f B_ {max} A \ $ для синусоидального входа, со всеми членами в единицах СИ. . Это дает нам пиковое напряжение. Разделите на sqrt (2), чтобы получить среднеквадратичное значение напряжения. Нам нужно достаточно витков, чтобы сравняться с нашим входным напряжением.

В качестве примера у меня есть железный тороид с поперечным сечением 13×25 мм, работающий на частоте 50 Гц, и я собираюсь принять \ $ B_ {max} \ $ равным 1.5Т.

\ $ V_ {max} = 2 \ пи \ раз 50 \ раз 0,013 \ раз 0,025 \ раз1,5 = 0,153 В \ $

Пиковое значение 0,153 В составляет около 0,108 В. При 240 В нам потребуется минимум 2222 витка на первичной обмотке. Еще несколько не повредят.

, но что произойдет, если вторичная катушка имеет очень маленькое количество витков?

, тогда вы получите очень низкое вторичное напряжение.

Если во вторичной катушке используется более короткий провод, сопротивление будет ниже, и поэтому напряжение, индуцированное во вторичной катушке, производит больший ток в соответствии с законом Ома.

ну да если вторичку закоротили. Но мы этого не делаем. Сопротивление нагрузки имеет тенденцию превышать сопротивление обмотки, поэтому нагрузка определяет ток.

Вы делаете несколько вещей, чтобы спроектировать трансформатор. Обратите внимание, что полный дизайн может быть намного более детализированным, но это хорошее начало.

1) Начните с достаточно большого ядра для вашей мощности. Зайдите в каталог трансформаторов и найдите трансформатор с мощностью, аналогичной той, которую вы хотите использовать.Уменьшите его вес вдвое, медь будет примерно того же веса, что и утюг. Начните с сердечника этого веса.

2) Рассчитайте минимальное количество витков, необходимое на первичной обмотке, как указано выше

3) Вычислите необходимое количество витков на вторичной обмотке, чтобы получить расчетное напряжение, используя такое же значение вольт на виток.

4) Выберите максимальную толщину проволоки, которая будет наполовину заполнять окно намотки.