Site Loader

Содержание

Силовые трансформаторы: назначение и основные характеристики

Трансформаторы силовые предназначены для преобразования трехфазного переменного тока в сетях электроэнергии. Они имеют многогранный спектр применения на всевозможных производствах, в общественных сооружениях и зданиях, используются для повышения уровня безопасности и снижения вероятности взрыва или возгорания. Применяются и в тех местах, где предоставляются высокие требования к экологической чистоте. Также одним из главных областей применения – это объекты АЭС, с классом безопасности 3 ил 4.

Предназначение трансформаторов

Главной задачей трансформатора является повысить безопасность использования электроприборов путем снижения напряжения в сети. Контроль уровня напряжения позволяет без риска перегорания использовать электрооборудование. Благодаря этому можно спокойно выполнять работы по строительству, где возникают постоянные перепады напряжения из-за специфики работы.

Основные показатели и характеристики

Далее приведем список основных показателей, которые характеризуют данное оборудование:

  • коэффициент трансформации,
  • потери короткого замыкания,
  • напряжение короткого замыкания,
  • потери холостого хода,
  • суммарные потери,
  • ток холостого хода,
  • полная масса.

Важной характеристикой является и номинальные напряжения обмоток, которые представляют собой напряжения первичной и вторичной обмоток.

Трансформаторы силовые применяются в различных условиях любой сложности. Устойчивы к повышенной влажности, стабильно работают при загрязненности. Оборудование характеризуется относительно малым уровнем шума, позволяя комфортно работать с ним. Агрегат наделен стойкостью к перегрузкам, что позволит эксплуатировать трансформатор при граничных нагрузках, сохраняя пожаробезопасность.

Отличительная черта трансформаторов – это возможность использования оборудования при холостом ходе. Такой режим работы позволяет сократить потребление тока. Стоит обратить внимание, что трансформаторы уязвимы к различного рода вибрациям, тряске и ударам. Поэтому устанавливать их стоит на устойчивую поверхность без каких-либо колебаний. Также поддаются воздействию химической агрессивной среды. Данное оборудование подходит для работы в закрытых помещениях или же на открытом воздухе.

Трансформатор ТМ-2500/10/0,4 / Трансформаторы ТМ

                                                                                                                                          Таблица

Трехфазный масляный трансформатор ТМ-2500/10/0,4

предназначен для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии с 10 кВ на 0,4 кВ в условиях наружной или внутренней установки для умеренного и холодного климата. Окружающая среда не взрывоопасная и химически неактивная. Трансформаторы не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов
Основные эксплуатационные характеристики ТМ-2500/10/0,4
Гарантированный срок эксплуатации трансформатора ТМ-2500/10/0,4 – 3 года со дня ввода трансформатора в эксплуатацию.
Установленная наработка на отказ – не менее 2500000 ч.
Полный срок службы ТМ-2500 – не менее 30 лет.
Частота питающей сети – 50Гц.
Напряжение на стороне ВН – 6; 6,3; 10; 10,5; 27,5; 35 кВ.
Напряжение на стороне НН – 0,4; 0,23 и 0,69 кВ.
По Вашему требованию можно трансформаторы ТМ-2500, изготовить на стороне ВН и НН с иными значениями напряжений, а также нестандартные трансформаторы

Технические данные

Для увеличения поверхности охлаждения в трансформаторах ТМ-25…2500 с маслорасширителем, применяются гофрированные стенки, ТМ-1600-2500 – радиаторы.

1. Трансформаторы выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки(обмотки высшего напряжения) до 10 кВ включительно.

2. Регулирование напряжения осуществляется переключением без возбуждения(ПБВ).

Для регулирования напряжения трансформаторы снабжаются высоковольтными переключателями, позволяющими регулировать напряжение

ступенями по 2.5% на величину ± 2 ×2.5% от номинального значения при отключенном от сети трансформаторе со стороны ВН и НН.

По вопросам заказа и приобретения продукции

звоните тел:  8(351) 233-44-66, 8-919-119-50-50;

пишите e-mail:  [email protected]

Трехфазные масляные трансформаторы ТМГ — 1600/10-У1 являются новейшей серийной продукцией Минского электротехнического завода им. В. И. Козлова

Трехфазные масляные трансформаторы ТМГ — 1600/10-У1 являются новейшей серийной продукцией Минского электротехнического завода им. В. И. Козлова и выпускаются с апреля 2006 г. От масляных трансформаторов других производителей экономического пространства бывшего СССР он отличается целым рядом важных преимуществ:

  • стабильно высокие технические характеристики при минимальных габаритах и количестве расходных материалов;
  • отсутствие затрат на эксплуатацию и обслуживание, а также на проведение профилактических, текущих и капитальных ремонтов.

Технические характеристики трансформатора ТМГ-1600/10-У1:

Тип ТМГ
Номинальная частота, гц
50
Номинальная мощность, кВ 1600
Номинальное напряжение стороны ВН, кВ 10
Номинальное напряжение стороны НН, кВ 0,4
Номинальный ток стороны ВН, А 92,4
Номинальный ток стороны, НН, А 2309
Способ, диапазон и ступени регулирования напряжения на стороне ВН (ПБВ) ±2×2,5 %
Напряжение короткого замыкания при 75ºС (±10%), % 6,0
Потери холостого хода (+15%), Вт 2100
Потери короткого замыкания при 75ºС (+10%), Вт 16500
Схема и группа соединения обмоток Д/Ун-11
Климатическое исполнение и категория размещения У1
Габаритные размеры (max), мм

длина

                                                                                           ширина

2180
1260
2170
Масса трансформатора (+10%) / масса масла, кг 4250 / 1320
Корректированный уровень звуковой мощности, дБА не более 75
Все остальные технические требования соответствуют: 

ГОСТ 11677-85 и ТУ РБ 100211261.015-2001

При производстве этих типов трансформаторов применяются технологии фирм «Альстом Атлантик» и «Максеи» (Франция), «Георг» (Германия), «Микафил» (Швейцария), «Нордсон» (США). Наличие на заводе нескольких конструкторских отделов с первоклассными специалистами, экспериментального цеха, хорошо оснащенных испытательных лабораторий и стендов, обеспечивают постоянное совершенствование продукции, учет всех последних тенденций в производстве трансформаторов ТМГ и быстрое внедрение новинок в готовые изделия.

Высокая культура производства, постоянная обратная связь с проектными и обслуживающими организациями, заказчиками и собственными официальными представителями, дают покупателю уверенность в том, что и в случае неблагоприятных ситуаций или особых режимах эксплуатации не возникнут сбои или отказы оборудовании, не будет проблем с поставками и комплектацией.
Минский электротехнический завод им. В. И. Козлова входит в международную сеть качества «IQNet» с 01.01.2000г, а продукция и все процессы сертифицированы на соответствие МС ИСО 9001:2000 международным органом по сертификации «КЕМА» (Голландия).

Важная информация:

Во время низких температур зимы 2005/2006 года прекрасно зарекомендовала себя продукция Минского электротехнического завода им. В. И. Козлова. По данным ОАО «Тюменьэнерго», несмотря на большое число отказов даже новой продукции других производителей, только трансформаторы МЭТЗ, поставленные в конце 80-х годов, не вызывали никаких нареканий от ремонтных служб. В результате прошедших в начале марта 2006г. переговоров, было заключено соглашение на поставку трансформаторов и КТП (в том числе, укомплектованными ТМГ-1600/10-У1) подразделениям ОАО «Тюменьэнерго» и ОАО «Роснефть». Более 600 тысяч трансформаторов ТМГ надежно и с нулевыми эксплуатационными издержками работают на промышленных объектах, в городских и сельских электросетях.

Надежность и абсолютная безопасность гофрированных баков подтверждается постоянно проходящими механическими испытаниями.

Магнитопровод трансформатора ТМГ состоит из пластин, которые изготавливаются на линии раскроя электротехнической стали «Георг» (Германия). Современное технологическое оборудование позволяет производить шихтовку с косым стыком пластин по схеме «СТЭП-ЛЭП», что повышает качество магнитопровода.

Подчеркнем, что условиями качественного исполнения герметичных трансформаторов ТМГ — 1600/10-У1, помимо гофрированного бака, являются глубокая дегазация трансформаторного масла перед его заливкой и процесс заливки под очень глубоким вакуумом.

Трансформатор ТМГ имеет повышенную электрическую прочность изоляции, вследствие качественной герметизации и особой формы сечения обмоток.

Историческая справка:

Выпуск трансформаторов ТМГ освоен на Минском электротехническом заводе им. В.И.Козлова в 1986 г. по лицензии и на оборудовании фирмы «Альстом Атлантик». Постоянно расширяется ассортиментный ряд изделий, среди которых и продукция для нестабильных электросетей (с симметрирующим устройством), с повышенными требованиями к уровню шума и потерям холостого хода (с особым исполнением магнитопровода), для питания устройств с большими нагрузками на валах приводных механизмов (буровые установки и транспорт) и т.п. До 80% комплектующих составляют поставки лучших российских производителей, с которыми завод работает в единой технологической цепочке.

Электрические параметры трансформаторов

Трансформаторы предназначены для изменения напряжения переменного тока, согласования электрических цепей и осуществления связей между отдельными каскадами.

Трансформатор в большинстве случаев состоит из замкнутого магнитопровода (сердечника) с расположенными на нем обмотками. Число обмоток может быть произвольным. Одна из них подключается к источнику переменной ЭДС и называется первичной. Все остальные обмотки называются вторичными.

Трансформатор электрический

Переменный ток, протекая через витки первичной обмотки, наводит в ней и сердечнике переменное магнитное поле. Это магнитное поле пересекает витки вторичных обмоток и индуцирует (наводит) в них переменные ЭДС. Величины индуцированных ЭДС вторичных обмоток прямо пропорциональны числу витков в этих обмотках. Поэтому основным параметром трансформатора является коэффициент трансформации n:

или
  • W1 и U1 – число витков и напряжение первичной обмотки
  • W2 и U2 – число витков и напряжение вторичной обмотки

Если во вторичной обмотке больше витков, чем в первичной, переменное напряжение вторичной обмотки будет больше переменного напряжения первичной обмотки. Такие трансформаторы называются повышающими, если же наоборот – понижающими.

Обозначение силового трансформатора
с экранированной первичной обмоткой

 

 

 

Трансформаторы, предназначенные для питания радиоаппаратуры электрической энергией, называют силовыми. Чтобы уменьшить влияние помех электрической сети на устройство, первичные обмотки часто экранируется от вторичных. В качестве экрана обычно используют один слой тонкого провода или незамкнутый виток из полосы (по высоте катушки) металлической фольги.

Условное графическое обозначение автотрансформатора

 

 

 

На практике применяются также автотрансформаторы, имеющие одну обмотку с отводами. Если автотрансформатор подключен к источнику переменного напряжения крайними выводами, то напряжения, снимаемые с его промежуточных выводов, будут меньше напряжения источника. Если источник подключен между одним крайним и одним промежуточным выводом, то напряжение между крайними выводами автотрансформатора будет больше напряжения источника.

В идеальном трансформаторе (КПД = 100 %) мощность, потребляемая первичной обмоткой, равна сумме мощностей, потребляемых всеми вторичными обмотками. Так как Р = UI, увеличение напряжения во вторичных обмотках сопровождается пропорциональным уменьшением протекающих через них токов.

Условное графическое обозначение
высокочастотного трансформатора

 

 

Входные трансформаторы используются для повышения напряжения на входе первого каскада устройства (например, на входе усилителя низкой частоты), а также для согласования сопротивлений входного каскада и источника переменного напряжения. Выходные трансформаторы служат для получения на выходе напряжения требуемой величины и согласования выходного сопротивления устройства с сопротивлением нагрузки.

Условное графическое обозначение начала обмоток

 

 

Работа некоторых устройств, содержащих трансформаторы, в принципе невозможна, если неправильно подключены концы обмотки. Для исключения этого помечают начало и конец нужных обмоток. На электрических схемах начало обмоток обозначают точками, которые ставят у соответствующего вывода.

Трансформатор ТМН 2500/110 характеристики, размеры

двухобмоточный трансформатор с устройством РПН номинальной мощностью 2,5 МВА (Мега вольт-ампер) предназначен для использования в электрических сетях с номинальным напряжением 110, 6 кВ. Частота сети 50 Гц.

Расшифровка

  • Т — трехфазный,
  • М — система охлаждения малянная (естественная циркуляция масла),
  • Н — наличие регулирования под нагрузкой,
  • 2500 — номинальная полная мощность (кВА),
  • 110/6 — классы номинального напряжения сети.
Параметры ТМН 2500/110
Sн, МВАUвн, кВUсн, кВUнн, кВΔPx, кВтΔPквн, кВтΔPквс, кВт* Uкв-с, %Uкв-н, %Uкс-н, %Ix, %Sнн, МВА
2,5 115 0 6,6 5,5 22 0 10,5 1,5

*Обычно приводится для автотрансформаторов.

Полная номинальная мощность трансформатора (автотрансформатора) в МВА;
Uвн
Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения в кВ;
Uсн
Номинальное напряжение обмотки среднего напряжения в кВ;
Uнн
Номинальное напряжение обмотки низшего напряжения в кВ;
ΔPx
Потери мощности холостого хода в кВт;
ΔPквн
Потери мощности короткогозамыкания (высокая — низкая) в кВт;
ΔPквс
Потери мощности короткогозамыкания (высокая — средняя) в кВт;
Uкв-с
Напряжение короткого замыкания (высокая — средняя) в %;
Uкв-н
Напряжение короткого замыкания (высокая — низкая) в %;
Uкс-н
Напряжение короткого замыкания (средняя — низкая) в %;
Ix
Ток холостого хода в %;
Sнн
Полная номинальная мощность обмотки низкого напряжения.
Близкие по типу ТМН 6300/110/6

Обозначение на схеме

Характеристики ТМН 2500/110

Тип трансформатора ТМН
Номинальная мощность Sн, МВА 2,5
Количество обмоток и тип Двухобмоточный трансформатор
Напряжение сети стороны ВН Uном.сети, кВ 110
Напряжение обмотки ВН Uвн, кВ 115
Напряжение обмотки СН Uсн, кВ 0
Напряжение обмотки НН Uнн, кВ 6,6
Потери холостого хода ΔPxx, кВт 5,5
Потери короткого замыкания ΔPкз, кВт 22
Напряжение Ukв-н, % 10,5
Ток Ixx, % 1,5
Масло, т 6,65
Транспортировочная, т 18
Полная, т 18,5
Длина, м 4,2
Ширина, м 2,6
Высота, м 4,1

Схема замещения

Двухобмоточный трансформатор

Активное сопротивление обмоток трансформатора, Ом;
Реактивное сопротивление обмоток трансформатора, Ом;
Реактивная проводимость, См;
Активная проводимость, См;

Схема замещения с потерями мощности холостого хода.{-6}\left[См\right]\]

Трансформатор

и его работа, характеристики и применение — все о технике

Что такое трансформатор | его работа, характеристики и применение

Трансформатор является очень распространенным и широко используемым электрическим устройством. Он имеет приложения от мини-мобильных устройств, которые могут поместиться в карман, до тяжелых промышленных машин. В этой статье мы собираемся обсудить трансформатор, его принцип работы, его характеристики и области применения.

Трансформатор

Трансформатор представляет собой статическое электрическое устройство, которое передает электрическую энергию из одной цепи в другую с увеличением или уменьшением напряжения и тока.

Состоит из двух или более обмоток (катушек), намотанных на неподвижный железный сердечник. Есть два типа обмоток т.е.

  • Первичная обмотка
  • Вторичная обмотка
Первичная обмотка

Входная обмотка, которая возбуждается переменным током питания, называется первичной обмоткой.Число витков в первичной обмотке обозначают N p .

Вторичная обмотка

Обмотка трансформатора, которая является выходом трансформатора и соединена с нагрузкой, называется вторичной обмоткой. Число витков вторичной обмотки обозначается N s .

Коэффициент трансформации трансформатора

Это отношение числа витков вторичной обмотки трансформатора к числу витков первичной обмотки.

Очень важно определить входное и выходное напряжение и ток трансформатора.

Принцип трансформатора

Трансформаторы работают в соответствии с Законом Фарадея 2 nd Электромагнитной индукции . это означает, что если катушку поместить в переменное магнитное поле, в катушке будет индуцироваться ЭДС.

Трансформатор работает от переменного тока питания, также известного как переменный ток (AC). Из-за изменения переменного тока в первичной обмотке вокруг нее создается переменное магнитное поле.Это изменяющееся магнитное поле индуцирует ЭДС во вторичной обмотке посредством явления «Взаимная индукция» . Следовательно, происходит передача электрической энергии между двумя обмотками. Первичная и вторичная обмотки соединены магнитно, но электрически изолированы.

Уровни выходного напряжения и тока трансформатора могут варьироваться в зависимости от количества витков в первичной и вторичной обмотках, но частота остается неизменной.

Характеристики трансформатора

Некоторые характеристики трансформатора приведены ниже:

Входное и выходное напряжения трансформатора являются переменными.Трансформатор может увеличивать или уменьшать напряжение питания.

V из  = V из (N s /N p )

Ток также является переменной величиной в трансформаторе, которую можно увеличивать или уменьшать.

I из  = I из (N p /N s )

Трансформатор — это устройство с постоянной частотой. Частота входного напряжения и выходного напряжения остается неизменной.

Мощность трансформатора остается постоянной.Мощность, подаваемая на трансформатор, и мощность, выдаваемая трансформатором, остается неизменной.

P в = P вых

В вх. I вх. = В вых. I вых.

Повышающий и понижающий трансформатор

В зависимости от входного и выходного напряжения трансформатора они делятся на эти два типа;

1) Повышающий трансформатор

Повышающий трансформатор имеет большее число витков во вторичной обмотке N s , чем в первичной обмотке N p .Он увеличивает входное напряжение на коэффициент трансформации трансформатора.

N с > N p

Коэффициент поворота > 1

V из  = V из (N s /N p )

Коэффициент трансформации повышающего трансформатора больше 1.

2) Понижающий трансформатор

Трансформатор, у которого число витков первичной обмотки N p больше, чем число витков вторичной обмотки N s , называется понижающим трансформатором.

Уменьшает входное напряжение на коэффициент трансформации трансформатора.

Н с < Н р

Коэффициент поворота < 1

V из  = V из (N s /N p )

Коэффициент трансформации понижающего трансформатора меньше 1.

Применение трансформатора

Трансформатор используется в самых разных электрических и электронных устройствах. Это самое распространенное электрическое устройство.Некоторые из его применений приведены ниже:

  • Используется для увеличения или уменьшения напряжения в цепи.
  • Используется для гальванической развязки двух цепей.
  • Используется в выпрямителях переменного тока в постоянный для снижения высокого входного переменного напряжения.
  • Используется для согласования импеданса
  • Трансформаторы тока используются для целей измерения.
  • Распределительные трансформаторы используются для снижения уровня напряжения в наших бытовых приборах.
  • Стабилизаторы и регуляторы напряжения

 

Вы также можете прочитать:

Идеальный трансформатор и его характеристики

Идеальный трансформатор — это воображаемый трансформатор, у которого
— без потерь в меди (без сопротивления обмотки)
— отсутствие потерь в железе в сердечнике
— без флюса рассеяния
Другими словами, идеальный трансформатор дает выходную мощность, точно равную входной мощности. КПД преобразователя идей составляет 100%.На самом деле иметь такой трансформатор на практике невозможно, но модель идеального трансформатора облегчает проблемы.

Характеристики идеального трансформатора

  • Сопротивление нулевой обмотки : Предполагается, что сопротивление первичной и вторичной обмотки идеального трансформатора равно нулю. То есть обе катушки имеют чисто индуктивную природу.
  • Бесконечная проницаемость сердечника : Чем выше проницаемость, тем меньше МДС, необходимое для установления потока.Это означает, что при высокой магнитной проницаемости для намагничивания сердечника трансформатора требуется меньший ток намагничивания.
  • Нет потока рассеяния : Поток рассеяния – это часть магнитного потока, которая не связана с вторичной обмоткой. В идеальном трансформаторе предполагается, что все количество потока связано со вторичной обмоткой (то есть нет потока рассеяния).
  • КПД 100 % : Идеальный трансформатор не имеет потерь, таких как потери на гистерезис, потери на вихревые токи и т. д.Итак, выходная мощность идеального трансформатора в точности равна входной мощности. Отсюда и стопроцентная эффективность.
Теперь, если к первичной обмотке идеального трансформатора приложить переменное напряжение V 1 , в первичной обмотке будет индуцироваться противоЭДС E 1 . Поскольку обмотки являются чисто индуктивными, эта ЭДС индукции E 1 будет точно равна приложенному напряжению, но с противофазой на 180 градусов. Ток, потребляемый от источника, создает необходимый магнитный поток.Поскольку первичная обмотка является чисто индуктивной, этот ток отстает на 90° от ЭДС индукции E 1 . Этот ток называется током намагничивания трансформатора Iμ. Этот ток намагничивания Iμ создает переменный магнитный поток Φ. Этот поток Φ связывается со вторичной обмоткой и ЭДС E 2 индуцируется за счет взаимной индукции. (Читайте закон электромагнитной индукции Фарадея.) Эта взаимно индуцированная ЭДС E 2 находится в фазе с E 2 . Если во вторичной обмотке предусмотрена замкнутая цепь, E 2 вызывает протекание тока I 2 в цепи.
Для идеального трансформатора E 1 I 1 = E 2 I 2 . Характеристики силового трансформатора

| Электрика A2Z

Силовые трансформаторы, рис. 1, обычно имеют следующие особенности:

  1. Они тяжелые (из-за их железного сердечника) и могут быть очень большими, как трансформаторы на телефонных столбах. Однако силовые трансформаторы в электронных устройствах намного меньше и значительно различаются по размерам.
  2. У них многослойный железный сердечник для снижения потерь на вихревые токи.

Рис. 1: Силовые трансформаторы

  1. Путь потока максимально короткий, чтобы уменьшить поток рассеяния и свести к минимуму необходимую энергию намагничивания.
  2. В них используется одна из двух форм сердечника: тип сердечника (первичная и вторичная обмотки на отдельных ветвях сердечника) и тип кожуха (первичная и вторичная обмотки на центральном стержне), опять же см. рис. 1.
  3. Имеют один или несколько первичных и вторичных обмоток.
  4. Могут иметь одну обмотку с ответвлениями, например автотрансформатор, рис. 2.Автотрансформатор представляет собой специальный однообмоточный трансформатор.

 Когда входной источник подключен с одного конца к крану, а выход проходит через всю катушку, напряжение повышается.

Если входное напряжение подается на всю катушку, а выходное напряжение берется с ответвления на один конец, напряжение понижается. Variac или Powerstats — это торговые названия автотрансформаторов с подвижным отводом рычага стеклоочистителя, который позволяет изменять напряжение от 0 В до максимального уровня.Они часто используются в качестве переменного источника переменного тока в экспериментальных установках.

  1. Они изолируют схемы, подключенные к вторичной обмотке, от основного источника переменного тока (например, линии электропередачи переменного тока). Трансформатор с соотношением витков 1:1 специально разработан для изолированных приложений, рис. 3. (ПРИМЕЧАНИЕ. Все стандартные трансформаторы изолируют вторичную обмотку от первичного источника независимо от соотношения витков, за исключением автотрансформаторов.)

Рис. 3: Использование разделительного трансформатора для обеспечения безопасности при использовании силового агрегата или автотрансформатора переменного напряжения с регулируемым напряжением

При использовании этого специального изолирующего трансформатора с соотношением витков 1:1 нагрузка на вторичной обмотке не имеет прямой связи с первичным источником.Это обеспечивает меры безопасности для людей, работающих с цепями, подключенными к вторичной обмотке изолирующего трансформатора.

  1. Они не могут работать на высокой частоте из-за чрезмерных потерь, которые могут возникнуть.
  2. Только два примера множества используемых цветовых кодов показаны на рисунках 4a и b.

Рис. 4: Типичные системы цветовой маркировки силовых и звуковых трансформаторов

Меры предосторожности Осторожно линейное напряжение и заземление в цепи автотрансформатора.По этой причине не используйте автотрансформаторы с подвижным выводом рычага стеклоочистителя, если только вы не подключите автотрансформатор к выходу изолирующего трансформатора, который изолирует его от источника питания переменного тока.

Практические советы

Некоторые силовые трансформаторы используются, когда необходимо иметь возможность выбрать первичный источник входного напряжения 120 или 240 В для трансформатора. Поэтому существуют трансформаторы с двумя первичными обмотками. Эти первичные обмотки могут быть соединены последовательно, если источником является 240 В (т.е., конец одной обмотки соединяется с началом другой обмотки, обращая внимание на фазировку двух обмоток).

В качестве альтернативы, подключив две первичные обмотки параллельно (опять же с соблюдением фазировки), первичную обмотку трансформатора можно запитать от источника 120 В. При использовании этих методов вторичное выходное напряжение будет таким же, как и при входном напряжении 120 или 240 В, в зависимости от ситуации.

Характеристики идеального трансформатора

Основы идеального трансформатора

Прежде чем обсуждать характеристики идеального трансформатора, необходимо понять основы идеального трансформатора.Трансформатор представляет собой устройство, которое просто передает электроэнергию из одной цепи в другую, сохраняя при этом постоянные частоту и мощность и изменяя уровень напряжения и тока. В зависимости от увеличения или уменьшения уровня напряжения на выходе трансформаторы могут называться повышающими или понижающими трансформаторами. В повышающем трансформаторе выходное напряжение будет увеличиваться на определенный коэффициент в зависимости от конструкции трансформатора. Точно так же понижающий трансформатор снова снижает выходное напряжение на определенный коэффициент в зависимости от конструкции трансформатора.Как повышающие, так и понижающие трансформаторы не изменяют входную частоту электрического сигнала, а также сохраняют входную и выходную мощность одинаковыми, делая произведение тока и напряжения одинаковым на входе и выходе, т. е.

Трансформатор собран из двух катушек, т.е. первичной катушки (входная сторона) и вторичной катушки (выходная сторона).

На первичную катушку подается вход, что вызывает создание магнитного поля вокруг первичной катушки. Это магнитное поле достигает вторичной катушки, вызывая индукцию тока во вторичной катушке, что приводит к напряжению во вторичной катушке.Выходное напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, зависит от количества витков первичной и вторичной обмотки и может быть найдено по формуле:

Характеристики идеального трансформатора

ограничения материалов, используемых для строительства трансформатора. Однако теоретически мы можем объяснить характеристики идеального трансформатора. Ниже приведены некоторые характеристики идеального трансформатора.

Сопротивление катушек, используемых для изготовления трансформатора, будет незначительным.

В отличие от настоящих медных катушек, идеальные трансформаторы имеют нулевое реактивное сопротивление.

Идеальный трансформатор не имеет медных потерь, поскольку и вторичная, и первичная обмотки не имеют реактивного сопротивления или сопротивления.

Как и в неидеальных катушках, когда ток проходит через катушку, возникает явление намагничивания и перемагничивания в зависимости от направления тока. Всегда есть отставание в направлении намагничивания и цикле тока, что приводит к потере гистерезиса.Идеальный трансформатор, в котором нет явления гистерезиса, исключающего потери из-за гистерезиса.

Вихревой ток – это ток, который индуцируется в первичной обмотке, когда магнитное поле, создаваемое протеканием тока в обмотке, взаимодействует с витками той же первичной обмотки. Направление этого тока будет противоположно направлению входного тока, что приведет к потерям из-за противодействия входу. В идеальном трансформаторе в первичной обмотке нет вихревых токов, поскольку поток, создаваемый вокруг первичной обмотки, не взаимодействует с самой первичной обмоткой.

Идеальный трансформатор, утечки магнитного потока нет. Весь поток, возникающий при протекании тока через первичную обмотку трансформатора, напрямую связан со вторичной обмоткой. Никакой поток не будет взаимодействовать с первичной обмоткой или с какой-либо другой частью трансформатора или внешним пространством трансформатора, исключая любые потери из-за утечки потока.

Так как в идеальном трансформаторе нет истерических потерь, то не требуется дополнительного тока намагничивания для создания магнитного потока в первичной обмотке.Таким образом, идеальный трансформатор имеет бесконечную магнитную проницаемость, и кривая B-H будет показывать вертикальную линию, указывающую на отсутствие потребности в дополнительном токе для установления магнитного потока.

Идеальный трансформатор не имеет истерических потерь, потерь на вихревые токи или рассеяния потока, поэтому он не имеет потери мощности.

Идеальный трансформатор имеет 100% КПД; означает, что мощность, отдаваемая на выходе, равна мощности на входе. Следовательно, в идеальном трансформаторе нет потерь или усиления мощности

  • Нет частотных зависимостей

Идеальный трансформатор не влияет на входную частоту сигнала и обеспечивает такую ​​же частоту на выходе.Идеальный трансформатор работает независимо от значений частоты, и его работа не влияет на различные значения частоты.

Таким образом, идеальный трансформатор состоит из двух катушек с меньшим сопротивлением без потерь в сердечнике, потерь на вихревые токи и магнитного поля, создаваемого в первой катушке с бесконечной проницаемостью магнитного потока, связанного со второй цепью.

Нет утечки потока, что означает, что обе катушки не имеют физической связи между собой, но они имеют полную связь между собой посредством магнитного потока.Так как магнитный поток первичной катушки полностью передается вторичной катушке.

В идеальном трансформаторе, когда переменное напряжение Vp подается на первичную обмотку трансформатора, пиковый поток Φ p индуцируется в первичной обмотке с числом витков Np. Этот поток Φ p был непосредственно связан со вторичной обмоткой, где во вторичной обмотке индуцируется ток, а во вторичной обмотке, имеющей число витков, равное Ns, создается напряжение Vs.Для идеального трансформатора ЭДС (электродвижущая сила), индуцированная во вторичной обмотке Vs, может быть определена как:

Из приведенного выше соотношения ясно, что выходное напряжение напрямую зависит от количества витков первичной и вторичной обмотки. Когда первичная обмотка будет иметь большее количество витков, то трансформатор будет понижающим. Точно так же трансформатор будет повышаться в случае большего количества витков во вторичной обмотке по сравнению с первичной обмоткой.

В случае идеального трансформатора, когда концы вторичных катушек подключены к нагрузке и через нагрузку протекает ток I s .Как обсуждалось ранее, материал, используемый для изготовления катушек идеального трансформатора, имеет бесконечную проницаемость. Следовательно, он не требует дополнительного тока возбуждения для индукции потока, а ток первичной обмотки I p уравновешивает ток вторичной обмотки I s с помощью соотношения балансировки:

. обсуждаться только теоретически в целях анализа. Однако практическая конструкция идеального трансформатора невозможна из-за отсутствия идеальных материалов катушки, рассеяния потока и различных потерь.

Похожие темы;

    1. эквивалентная схема трансформатора
    2. трансформатор на нагрузке и без нагрузки
    3. Все о трансформаторе
    4. 3-фазный трансформатор
    5. эффективность и убытки трансформатора

    Основные характеристики идеального трансформатора?

    Трансформатор подстанции

     

    электроэнергии из одной цепи в другую.Он использует катушки с магнитной связью для передачи энергии.

    В основном состоит из первичной и вторичной обмотки обмотка. Первичная обмотка и ее цепь называются первичной обмоткой. трансформатор. Вторичная обмотка и ее цепь называются вторичной обмоткой. трансформатор. И первичная, и вторичная обмотки трансформатора электрически изолированы. друг от друга, но они связаны через магнитное поле.

    Чтение: 

    Следовательно, первичная и вторичная обмотки магнитно связаны друг с другом.Если первичная обмотка подключена к источнику переменного напряжения, переменный поток произведено. Взаимный поток свяжет другую обмотку (вторичную) с первичной и индуцирует в ней напряжение. Если вторичная обмотка разомкнута (не подключена к нагрузке), ток в первичная обмотка определяется ее индуктивностью.

    Идеальный трансформатор

    Идеальный трансформатор — это идеальный трансформатор, в котором нет потерь мощности. В идеальном трансформаторе:

    • Обмотки являются чисто индуктивными без сопротивления.Следовательно, потерь в меди в обмотках нет.
    • Железный сердечник не нагревался во время работы. Поэтому потерь нет в железном сердечнике.
    • Ток намагничивания равен нулю, протекание тока в первичной обмотке равно нулю когда вторичная обмотка разомкнута.
    6

    8
    40 Идеальный трансформатор
    6
    Трансформаторное соотношение преобразователей в идеальном трансформаторе
    • Магнитный поток одинаковы через первичные и вторичные обмотки.
    • Следовательно, наведенное напряжение на виток одинаково как в первичной, так и во вторичной обмотке.
    • Это означает, что Ep и Es пропорциональны NP и NS соответственно.
    8
    Основная формула идеального трансформатора

    из данной формулы можно сказать:

    • Если VP> против напряжения отступают от более высокого напряжение на более низкое напряжение трансформатор тогда называется понижающим трансформатором.
    • Если VP < VS, напряжение повышается от более низкого напряжения до более высокого напряжения, и тогда трансформатор называется повышающим трансформатором.
    • Поменяв местами соединения первичной и вторичной обмоток, можно превратить понижающий трансформатор в повышающий.

    Пример: 

    На приведенном ниже рисунке определите следующее: 

    a. вторичное напряжение

    б.вторичный ток

    c. первичный ток

    d. мощность в нагрузке

    Решение: 

    а. Из приведенной формулы можно сказать, что Vp/Vs = 3/1. Таким образом, Vs = 20. 

    b. По закону Ома I = Vs/R = 20/200; Is = 100 мА

    c. Из формулы Vp/Vs = Is/Ip; Ip = Vp/Vs x Is = 1/3 x 100 мА; Is = 33,3 мА

    d. Поток мощности в нагрузке = Vs x Is = 20 x 100 мА; Pнагрузка = 2 Вт.  

    Идеальный трансформатор | Характеристики идеального трансформатора

    • Идеальный трансформатор — это идеально спаренный трансформатор без свободных цепей с бесконечно высокой магнитной проницаемостью сердечника.
    • Это чисто воображаемый преобразователь, который имеет много схожих свойств, связанных с практическим трансформатором, и используется только в учебных целях.
    • Энергия в идеальном трансформаторе используется полностью, т.е. его КПД составляет ровно 100%.

    Характеристики идеального трансформатора

    Идеальный трансформатор обладает следующими характеристиками:

    Поток нулевой утечки

    • Идеальный трансформатор — это трансформатор с идеальной связью, что означает, что поток, создаваемый первичной обмоткой трансформатора, полностью связан со вторичной обмоткой, аналогично потоку, создаваемому вторичной обмоткой, связан с первичной обмоткой трансформатора, поэтому утечки отсутствуют поток в трансформаторе.
    • Но в практическом трансформаторе часть потока, создаваемого первичной и вторичной обмотками, вообще не соединяется, и процент полезного потока в практическом трансформаторе составляет около 97–98%.

    Без потерь в сердечнике

    • Проницаемость магнитного сердечника бесконечна, поэтому все силовые линии магнитного поля сосредоточены внутри сердечника, поэтому для намагничивания сердечника идеального трансформатора требуется небольшое количество тока намагничивания, поэтому рассеяние энергии равно нулю, следовательно, потери на гистерезис и вихревые токи равны нулю.

    Нулевое сопротивление обмотки

    • Обмотка идеального трансформатора состоит из материала с идеальной проводимостью, т. е. обмотка не имеет сопротивления, поэтому в обмотке не будет падения напряжения, что гарантирует отсутствие потерь.

    Максимальная эффективность

    • Поскольку отсутствуют потери (потери в сердечнике, потери I 2 R, потери на вихревые токи, потери на гистерезис) и нет потока рассеяния, поэтому общая входная мощность, подаваемая на первичную обмотку трансформатора, точно такая же, как и общая выходная мощность. полученный через вторичную обмотку трансформатора.Поэтому говорят, что КПД идеального трансформатора равен 100%.

    Систематическая схема идеального трансформатора

    • Предположим, что идеальный трансформатор с первичной обмоткой подключен к сети переменного тока, а вторичная обмотка разомкнута, т.е. к нему не приложена нагрузка.
    • Теперь, когда переменное напряжение V 1 приложено к первичной обмотке из-за электромагнитной индукции, на первичной стороне индуцируется ЭДС E 1 .Поскольку в идеальном трансформаторе нет падения напряжения, следовательно, противоэдс равна и противоположна приложенному напряжению В 1
    • Поскольку первичная обмотка является чисто индуктивной и к вторичной обмотке не подключена нагрузка, следовательно, первичная обмотка потребляет небольшой ток намагничивания Im.
    • В случае чистой индуктивности ток отстает от приложенного напряжения на 90 o
    • Этот ток намагничивания создает поток Φ, который прямо пропорционален току и, следовательно, находится в фазе с ним.
    • Поток проходит как через первичную, так и через вторичную обмотку трансформатора, поэтому в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея , напряжение V 2 индуцируется во вторичной обмотке. Этот V 2 создавал противоэдс E 2 (ЭДС взаимного наведения)
    • В любой момент времени (при одинаковом соотношении витков) значение V 1 всегда равно V 2 в случае идеального трансформатора.
    • Обе ЭДС E 1 и E 2 всегда отстают от потока на 90 o  и их величины зависят от скорости изменения потока и числа витков в первичной и вторичной обмотке.

    Примечание: Как показано на рисунке, ЭДС E 1 и E 2 находятся в фазе, но E 1 равна V 1 и, следовательно, они E 1 03 903 1 и V 9 равны 180 o не совпадают по фазе друг с другом.

    сообщить об этом объявлении

    границ | COVID-19 как преобразователь динамики исследований: новые междисциплинарные и национальные характеристики

    Введение

    COVID-19 [SARS-CoV-2 (коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2)] — с момента первого сообщения о нем в Ухане, Китай, в декабре 2019 г. — распространился по всему миру: с декабря 2019 г. по июнь 2021 г. было зарегистрировано более 172 миллионов подтвержденных случаев заболевания и более трех миллионов случаев смерти (ВОЗ, 2021 г.).Ранее в этом столетии мир также страдал от вспышек атипичной пневмонии [SARS-CoV (коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома)], возникших в провинции Гуандун, Китай, в ноябре 2002 г. (Rosling and Rosling, 2003; Xu et al., 2004) и MERS [MERS-CoV (коронавирус ближневосточного респираторного синдрома)], возникшие в марте 2012 г. (Hijawi et al., 2013; Cauchemez et al., 2014). В 21 веке коронавирусы стали первопричиной возникновения инфекционных заболеваний в мире (Guarner, 2020; Wang et al., 2020).

    Тем временем количество научных статей о коронавирусах в области наук о жизни и медицине резко возросло (рис. 1). В случае SARS-CoV количество публикаций увеличилось в пять раз к 2003 г. — всего за год после вспышки. В случае MERS-CoV их число неуклонно росло по сравнению с годом после вспышки в 2012 году и удвоилось к 2015 году. В случае SARS-CoV2 количество исследовательских статей, опубликованных в период с января 2020 года по август 2020 года, было в 50 раз количество научных публикаций о коронавирусах за весь 2019 год (см. Итоги).Действительно, в результате коронавирусы стали новой темой исследований (Rotolo et al., 2015).

    РИСУНОК 1 . Количество статей о коронавирусах, опубликованных в PubMed. Количество статей было подсчитано 17 августа 2020 г. «Все статьи» представляет собой общее количество статей, найденных в PubMed, опубликованных за каждый год (шкала показана на левой оси x ). «Статьи, связанные с коронавирусом» представляет собой общее количество статей, найденных по запросу «коронавирус ИЛИ COVID-19 ИЛИ SARS-CoV ИЛИ MERS-CoV» (шкала показана на правой оси x ).

    Библиометрические и социологические исследования показали, что исследователи, как правило, публикуют статьи по темам, выходящим за рамки их собственной области знаний, и начинают диверсифицировать свои публикации, как только определенные темы, такие как новые технологии и концепции, признаются в качестве чего-то научно ценного в предстоящее будущее. Именно так соответствующие темы становятся «возникающими» (Van Merkerk and Van Lente, 2005; Borup et al., 2006; Gustafsson et al., 2015). В то же время быстрый рост публикаций делает эти новые темы фокусом междисциплинарных исследований (Rotolo et al., 2015). Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы адекватно понять взаимосвязь между возникающими темами, такими как инфекционные заболевания, и масштабами междисциплинарных исследований. Это исследование было направлено на то, чтобы заполнить часть этого пробела в литературе о взаимосвязи между возникающими темами.

    В этом исследовании мы анализируем медицинские предметные рубрики (MeSH), прикрепленные к статьям PubMed (Medline), чтобы определить темы исследований и специальности каждого исследователя. PubMed (Medline), поисковая система базы данных литературы, управляемая Национальной медицинской библиотекой (NLM), содержит около 10 миллионов статей.MeSH — это популярный тезаурус ключевых слов, разработанный NLM, который обычно используется в PubMed для поддержки поиска литературы (Lipscomb, 2000). Он прилагается к каждой статье под наблюдением профессиональных кураторов в соответствии с содержанием статьи (Lowe and Barnett, 1994). Мы разработали метод определения новых тем как кластеров новых терминов MeSH (Ohniwa et al., 2010; Ohniwa and Hibino, 2019). Для настоящего исследования мы модифицировали этот метод, чтобы определить характеристики тем исследований и областей знаний, выбрав уникальные термины MeSH вместо новых (см. Материалы и методы).

    Мы изучаем все статьи в PubMed за период с 1996 по 2020 год, чтобы выяснить следующее: 1) тенденции в исследованиях коронавируса до и после вспышек новых коронавирусных инфекционных заболеваний, а именно SARS, MERS и COVID-19, с точки зрения их влияние на характер исследования; 2) динамика того, как исследователи пересекают дисциплинарные границы для решения новых тем во время кризисов, определяя области своих исследований до вспышек и страны их происхождения; и 3) механизм связи между междисциплинарными исследованиями и транснациональным сотрудничеством по коронавирусам.Результаты показывают, что нынешняя пандемия COVID-19 превратила исследования коронавируса в национальный свод знаний по более широкому кругу дисциплин. Наконец, мы предлагаем наиболее вероятный путь для исследований коронавируса и делаем выводы из трансформации динамики исследований на основе концепций «трансдисциплинарности (Stenner, 2017)» и «события (Whitehead, 1925)».

    Материалы и методы

    Набор данных

    Термины MeSH, прикрепленные к статьям, опубликованным в период с 1996 по 2020 год, были собраны через PubMed (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/) от 17 августа 2020 г. Всего в анализ было включено 21 706 508 статей.

    терминов MeSH, прикрепленных к каждой статье, были идентифицированы из данных XML, и любые совпадения терминов для каждой статьи были устранены с помощью наших исходных сценариев Perl, как описано в наших предыдущих статьях (Ohniwa et al., 2010; Ohniwa and Hibino, 2019) . Здесь, чтобы идентифицировать набор терминов MeSH, прикрепленных к каждой статье, были извлечены термины, помеченные как и из данных XML, а затем перекрываются термины для каждого статьи были устранены Perl с помощью наших оригинальных скриптов.Затем, чтобы исключить термины, не связанные с темами исследований, были исключены все термины MeSH в следующих иерархиях: «Географические данные [Z]», «Характеристики публикации [V]», «Именованные группы [M]», «Здравоохранение [ N], «Информационные службы [L01.453]», «Средства связи [L01.178]», «Связь [L01.143]», «Информационные центры [L01.346]» и «Публикации [L01.737]». ]» в соответствии с древовидной иерархией MeSH 2018 года (https://meshb-prev.nlm.nih.gov/search). Эти категории включают термины MeSH, которые представляют стиль или предысторию статей, а не их исследовательское содержание.С помощью этой операции в период с 1996 по 2020 год было получено в общей сложности 1 776 759 видов терминов с общим числом вхождений 957 790 657.

    Для определения наборов авторов и организаций, прикрепленных к каждой статье, термины, помеченные как , и в пределах (@ представляет каждое «Y или N»), были извлечены с помощью наш оригинальный Perl-скрипт. С помощью этой операции было получено в общей сложности 42 923 027 видов авторов (с аффилиацией) с общим числом вхождений 56 467 393 (в случае только имени автора всего 7 395 577 видов авторов с общим числом вхождений 108 977 113).

    Статьи о коронавирусе, опубликованные в период с 1996 по 2020 год, были отдельно получены путем поиска в PubMed с использованием условий запроса «коронавирус ИЛИ COVID-19 ИЛИ SARS-CoV ИЛИ MERS-CoV». С помощью этой операции было получено в общей сложности 56 077 статей и 66 850 видов терминов MeSH с общим числом вхождений 1 739 841 в период с 1996 по 2020 год. Из этих статей было получено в общей сложности 252 292 вида авторов (с аффилиациями) с общим числом вхождений 273 759 (в случае использования только имен авторов всего 157 593 вида авторов с общим числом вхождений 337 946).

    Страны происхождения

    Подсчитано количество статей, имеющих в принадлежности следующие слова: «Аргентина», «Австралия», «Австрия», «Бельгия», «Бразилия», «Болгария», «Канада», « Чили», «Китай («Китай» или «Китайская Народная Республика»)», «Хорватия», «Чехия», «Дания», «Египет», «Финляндия», «Франция», «Германия», «Греция », «Гонконг», «Венгрия», «Индия», «Иран», «Ирландия», «Израиль», «Италия», «Япония», «Корея», «Малайзия», «Мексика», «Нидерланды», «Новая Зеландия», «Норвегия», «Пакистан», «Польша», «Португалия», «Румыния», «Россия», «Саудовская Аравия», «Сингапур», «Словакия», «Словения», «Южная Африка». , «Испания», «Швеция», «Швейцария», «Тайвань («Тайвань» или «Китайская Республика»)», «Таиланд», «Турция», «Украина», «Объединенные Арабские Эмираты («ОАЭ» или « Объединенные Арабские Эмираты»)», «Великобритания («Англия», «Ю.K», «Великобритания», «Соединенное Королевство», «Шотландия»)» и «Соединенные Штаты (США» или «Соединенные Штаты»)».

    Уникальные ключевые слова

    Среди терминов MeSH мы произвольно определили уникальные ключевые слова для исследования коронавируса следующим образом:

    (Aα in βC/Bβ)/(Cα in β/Dβ)≥2,

    , где количество появлений термина MeSH α в годы β в статьях, связанных с коронавирусом, B β — общее количество статей, связанных с коронавирусом, в годы β, C α в годы β — количество появлений MeSH термин α в годах β в PubMed, а D β — общее количество статей, подсчитанных в годы β в PubMed.Термины, рейтинг которых был больше 2, были определены как уникальные ключевые слова. В период с 1996 по 2020 год было собрано в общей сложности 13 125 видов терминов MeSH в качестве уникальных ключевых слов с общим числом вхождений 1 739 841.

    Анализ совместных слов с уникальными ключевыми словами были проверены, встречаются ли они в одной и той же статье. Внешний вид был проверен с помощью Perl с нашими оригинальными сценариями. Совместное появление ключевых слов визуализировали с помощью программного обеспечения Pajek (Batagelj and Mrvar, 2002).Чтобы устранить любую слабую связь между ключевыми словами, порог для создания ребер был установлен на уровне 10% от количества ключевых слов (выбор узлов меньшего размера), связанных ребрами, в соответствии с кластерами, появившимися в сетях, визуализированных Паджеком.

    Результаты

    Количество статей, посвященных коронавирусам, в области наук о жизни и медицине быстро росло в 2003 г. и снижалось до 2011 г., а затем снова увеличивалось в 2015 г. и снижалось до 2018 г. (рис. 1). С 1 января 2020 года по 17 августа 2020 года их количество достигло 42 647, что примерно в 50 раз больше, чем в 2019 году (831 статья).Эта тенденция совпала с появлением коронавирусных инфекционных заболеваний, таких как появление SARS в ноябре 2002 г. (Xu et al., 2004), MERS в ноябре 2012 г. (Hijawi et al., 2013; Cauchemez et al., 2014) и COVID-19. -19 в 2019 году. Как только появились болезни, исследования коронавирусов были быстро активизированы и продолжались в течение нескольких лет. В случае с COVID-19, по сравнению с SARS и MERS, скорость прироста соответствующих статей была огромной. В результате коронавирус стал новой темой исследований (Rotolo et al., 2015).

    По теме: междисциплинарные последствия и масштаб воздействия

    Что касается их влияния на содержание исследования, в этом исследовании были определены уникальные ключевые слова, которые представляют собой характеристики исследований коронавируса до и после вспышек SARS, MERS и COVID-19. Поскольку набор часто встречающихся терминов MeSH сам по себе не раскрывал уникальности содержания исследования из-за их общего использования в многочисленных статьях (Ohniwa et al., 2010) были выбраны уникальные ключевые слова из исследований коронавируса в конкретном году. Эти уникальные ключевые слова, определенные как термины MeSH в статьях, связанных с коронавирусом, имели частоту появления, которая как минимум в два раза превышала их частоту появления во всех статьях года (см. «Материалы и методы»). Эта операция помогла определить репрезентативные термины, такие как «вирус атипичной пневмонии» в период с 2003 по 2006 год и «коронавирус ближневосточного респираторного синдрома» в период с 2013 по 2016 год в качестве 25 наиболее часто встречающихся уникальных ключевых слов (таблица 1).Ключевые слова, связанные с «биологической классификацией коронавирусов», «вопросами заражения коронавирусами» и «проблемами дыхательных путей [дыхательные пути являются мишенью для заражения коронавирусом, а также местом, где проявляется его основной симптом (Channappanavar and Perlman, 2017; Singhal , 2020)]» широко использовались в период с 1996 по 2020 год, что соответствует набору уникальных ключевых слов из статей, связанных с коронавирусом, в этом исследовании. Ключевые слова, связанные с «компонентами вируса» и «биологическим аспектом», встречались во все годы, кроме 2020 года, тогда как другие, такие как «общественное здоровье» и «человек», начали появляться в 2020 году.Когда список был расширен до 50 наиболее часто встречающихся уникальных ключевых слов, эта тенденция даже усилилась (дополнительная таблица S1). Между тем традиционные ключевые слова, такие как «иммунология», все еще встречались во все годы. В дополнение к тому факту, что эти 50 основных ключевых слов часто появлялись в статьях, связанных с коронавирусом (дополнительные рисунки S1–S6), результаты этого исследования свидетельствуют о следующем: 1) региональные вспышки атипичной пневмонии и MERS не изменили кросс- тенденции дисциплинарных исследований, которые существовали до вспышек, в качестве ключевых слов хорошо вписывались в рамки существующих хорошо связанных сетей для исследований коронавируса, сосредоточенных на темах, которые постоянно изучались независимо от вспышек; 2) глобальная вспышка COVD-19, с другой стороны, первоначально оказала диверсифицирующее влияние на существующую исследовательскую тенденцию, поскольку вновь появившиеся ключевые слова сформировали несвязанные исследовательские сети в различных дисциплинах, включая такие области исследований, как юриспруденция и государственная политика.

    ТАБЛИЦА 1 . 25 лучших уникальных ключевых слов в статьях об исследованиях коронавируса.

    Автор: Выявление новообращенных экспертов

    Увеличение количества статей о коронавирусе после вспышек SARS, MERS и COVID-19 в значительной степени было связано с приходом новых исследователей (дополнительная таблица S2). Например, в период с 2015 по 2019 год в статьях, связанных с коронавирусом, было указано в общей сложности 24 745 авторов с определенной аффилиацией. Их имена с той же принадлежностью были найдены только в 369 из 39 804 (0.9%) статей о коронавирусе в 2020 г. В случае с SARS на авторов публикаций в период с 1998 по 2002 г. приходилось 23 из 2805 (0,8%) опубликованных статей о коронавирусе в период с 2003 по 2006 г. В случае с MERS авторы за период с 2008 по 2012 год заняли 123 из 3052 (4,0%) статей о коронавирусе, опубликованных в период с 2013 по 2016 год. В качестве справки мы также проанализировали случай «гриппа», что привело к более высокому уровню занятости [ авторы за период с 2014 по 2018 год заняли 1364 из 5542 статей о гриппе, опубликованных в 2019 году (24.6%)]. Здесь, поскольку не все аффилиации были прикреплены к авторам в PubMed до 2014 года (дополнительная таблица S3), авторы независимо от их аффилированности были учтены в (дополнительная таблица S4). Необходимо было принять на себя риск считать разных авторов одними и теми же авторами. В любом случае, результаты этого расследования показывают, что большинство этих обращенных экспертов проводили свои исследования коронавируса на временной основе, поскольку они не продолжали публиковать информацию о коронавирусах после новых вспышек.

    Затем в этом исследовании были изучены уникальные ключевые слова, которые использовались новичками в исследованиях коронавируса за последние 5 лет (искомые выполнялись по их именам с принадлежностью). Те из них, которые входят в число 25 наиболее часто появляющихся уникальных ключевых слов, используемых новыми исследователями (таблица 2), в значительной степени не совпадают с ключевыми словами, используемыми в исследованиях коронавируса в период с 1996 по 2020 год (таблица 1) (11 из 72 ключевых слов). Эта тенденция не изменилась, когда мы сравнили их с 50 наиболее часто встречающимися уникальными ключевыми словами (дополнительные таблицы S1, S5).Таким образом, вполне вероятно, что такие новые исследователи пришли из разных дисциплин.

    ТАБЛИЦА 2 . Топ 25 уникальных ключевых слов, которые ранее использовали новые исследователи.

    После вспышки атипичной пневмонии в исследованиях коронавируса стали принимать участие специалисты по «инфицированию РНК-вирусами и бактериями, особенно в области иммунологии, молекулярной биологии, биоинформатики и/или социологии» (рис. 2А). В случае MERS к ним присоединились многие исследователи РНК-вирусов, занимающиеся «вирусной инфекцией гриппа» и «ВИЧ-инфекцией», а также эксперты по «вопросам здравоохранения» (рис. 2B).В случае с COVID-19 он привлек экспертов по «вирусу гепатита» и «микобактерии » (рис. 2С).

    РИСУНОК 2 . Сети из 50 лучших уникальных ключевых слов, используемых новичками в исследованиях коронавируса. (A) Сети из 50 лучших уникальных ключевых слов в 1998–2002 гг., которые использовались теми исследователями, которые перешли на исследования коронавируса в 2003–2006 гг. (B) Сети из 50 лучших уникальных ключевых слов в 2008–2012 годах, которые использовались теми, кто начал исследования коронавируса в 2013–2016 годах. (C) Сети из 50 лучших уникальных ключевых слов в 2015–2019 гг., которые использовались теми, кто перешел на исследования коронавируса в 2020 г. Цвета узлов представляют поля, связанные с ключевыми словами (зеленый: вирус и его заражение; светло-зеленый : молекулярная биология, микробиология и иммунология; оранжевый: здравоохранение и политика; светло-оранжевый: человечество и социальные проблемы; синий: эпидемиология; серый: другие вопросы). Порог для создания ребер был установлен на уровне 10% от количества ключевых слов (выбирая узлы меньшего размера), связанных ребрами.

    Кроме того, в отношении COVID-19 многие новообращенные эксперты не имели опыта в исследованиях «РНК-вируса и инфекции». Следовательно, они сформировали отдельную научную сеть, помимо тех, которые вначале занимались «РНК-вирусами и инфекциями». Они начали с создания сетей с теми, кто имеет опыт в «урологии и простате», «диагностике пищеварительной системы», «клинических испытаниях» или «здравоохранении и планировании руководств», «юриспруденции», «государственной политике» и других областях. .Такое сетевое взаимодействие снаружи и внутри из-за широкой дисциплинарной базы сети было одной из характеристик динамики исследований COVID-19 в начале.

    По национальности: приоритизация национальных непредвиденных обстоятельств как международная тенденция

    Как только в определенной стране появляется новое инфекционное заболевание, в соответствующей стране увеличивается число научных публикаций о нем (таблица 3 и дополнительная таблица S6). Соединенные Штаты и Германия всегда входили в первую десятку стран, часто публикующих статьи о коронавирусе, независимо от непредвиденных обстоятельств, связанных с новыми коронавирусами, что позволяет предположить, что эти страны были лидерами исследований коронавируса за последние 25 лет.Китай стал страной № 2 после вспышки атипичной пневмонии в ноябре 2002 г. в Китае. Тайвань, Гонконг, Сингапур и Канада — страны и регионы, преобладавшие после сильного удара по атипичной пневмонии в 2003 г. (Chan-Yeung and Xu, 2003; Wallinga and Teunis, 2004), — также входили в первую десятку в период с 2003 по 2006 г. В случае вспышки MERS в ноябре 2012 г. Саудовская Аравия вошла в первую десятку как одна из основных стран, преодолевших эпидемию. Корея также входила в первую десятку стран в период с 2013 по 2016 год, вполне возможно, из-за вспышки эпидемии MERS в Корее в 2015 году (Chen et al., 2017). Что касается случая с COVID-19, экспоненциальный рост количества научных публикаций из всех стран, рассмотренных в этой статье, предполагает его влияние в глобальном масштабе. Также было обнаружено, что многие исследователи перешли в область изучения коронавируса после вспышек инфекционных заболеваний (дополнительная таблица S7). Соответственно, вспышки новых коронавирусных заболеваний ускоряют исследовательскую деятельность по коронавирусу в пострадавших странах за счет привлечения новых исследователей.

    ТАБЛИЦА 3 . Топ-10 стран по количеству статей о коронавирусе за каждый период.

    Доля статей о коронавирусах, написанных в международном соавторстве, по отношению ко всем статьям, связанным с коронавирусом, в странах, перечисленных в дополнительной таблице S6, составляла 0,22–0,26 в период с 2016 по 2019 год (дополнительная таблица S8). Этот показатель был выше, чем у всех статей, написанных в международном соавторстве за тот же период (0,16–0,18). Таким образом, по сравнению со средним коэффициентом сотрудничества статей, для исследований коронавируса характерен более высокий уровень транснационального сотрудничества.Напротив, в 2020 году после вспышки COVID-19 доля статей о коронавирусе, написанных в международном соавторстве, составляла 0,16. Это было ниже, чем показатель всех международных исследовательских статей, опубликованных в том же году (0,19). Таким образом, транснациональное сотрудничество в исследованиях коронавируса, о чем свидетельствует уровень международного соавторства, уменьшилось после вспышки COVID-19.

    Обсуждение

    В этом исследовании изучалась динамика исследований COVID-19 (SARS-CoV-2) путем сравнения ее с предыдущими случаями SARS (SARS-CoV) и MERS (MERS-CoV).Результаты показывают два разных режима динамики исследований в отношении масштаба социального воздействия следующим образом: 1) в случае двух региональных пандемий, SARS и MERS, объем междисциплинарных исследований оставался между соседними областями исследований, поскольку эксперты по окружающим исследованиям районы присоединились к сетям экспертов по коронавирусу; 2) в случае глобальной пандемии COVID-19, с огромным глобальным воздействием, междисциплинарная деятельность распространилась далеко за пределы соседних областей исследований, чтобы сформировать новые исследовательские сети.Эта динамика междисциплинарных исследований носит национальный характер, поскольку новообращенные исследователи прибыли из стран, серьезно пострадавших от коронавирусов. Тем не менее, большинство этих обращенных экспертов, вероятно, будут проводить свои исследования коронавируса на временной основе, и они могут изменить свои объекты исследования после того, как вспышка закончится. Такое временное участие исследователей в исследованиях коронавируса предполагает, что обеспечение источника финансирования может быть одним из факторов для поддержания трансдисциплинарных исследований коронавирусов и снижения смертности от будущих вспышек.

    Знания о COVID-19 распространяются по широкому кругу дисциплин, образуя исследовательские сети в пределах национальных границ. С технической точки зрения, хотя терминов MeSH может быть недостаточно для полного определения биографии авторов с разными ролями, это исследование показывает, что термины MeSH по-прежнему полезны в той мере, в какой они помогают определить масштаб междисциплинарности в отношении исследований коронавируса. Также было бы полезно изучить динамику исследований за пределами тех областей, охватываемых PubMed, чтобы еще больше раскрыть влияние COVID-19 на еще более широкий спектр исследовательской деятельности в мире.

    Короче говоря, COVID-19 изменил структуру исследований коронавируса. Чем больше масштаб социального воздействия, тем больше появляется междисциплинарных исследований. В случае с COVID-19 национальный характер исследований был подкреплен выводом о том, что транснациональное сотрудничество с точки зрения международного соавторства уменьшилось с момента начала глобальной пандемии. Учитывая беспрецедентные масштабы COVID-19 и национализацию ответных мер, наиболее вероятным путем для медицинских экспертов является накопление местных знаний с учетом динамики междисциплинарных исследований.Для скоординированного ответа на COVID-19 здесь подразумевается понимание того, что глобальная пандемия может быть воспринята как телесное событие для каждого медицинского и немедицинского эксперта, чтобы стать продолжением трансдисциплинарного решения проблемы здоровья населения. один и многие. «Событие» или «понимание» (понимание, которое может быть или не быть познавательным) вещей здесь, в этом месте, например местный ответ на пандемию COVID-19, имеет отношение к другим местам, поскольку вещи собрались в постигнутом единстве. события как пространственно-временного единства здесь и сейчас имеют существенное отношение к другим местам и другим временам (Whitehead, 1925).События — это представления о вещах, которые составляют реалии природы, учитывая, что природа представляет собой структуру эволюционирующих «процессов», и каждое отдельное событие в своем собственном контексте обладает всей реальностью, которая взаимосвязана с целым (Whitehead, 1925). Наконец, хотя настоящее исследование, в котором основное внимание уделяется статьям, опубликованным до 17 августа 2020 г., продемонстрировало первоначальное воздействие COVID-19, по-прежнему необходимы непрерывные исследования, чтобы понять дальнейшую трансформацию динамики исследований в долгосрочной задаче борьбы с COVID. -19.

    Заявление о доступности данных

    Первоначальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью/дополнительный материал; дальнейшие запросы можно направлять соответствующему автору.

    Вклад авторов

    Все авторы внесли свой вклад в эту работу и утвердили окончательную версию для представления. RO и JK написали статью. RO провел сбор данных и анализ, представленный в этом исследовании. MF помог информировать дискуссию. О.О. руководил исследованием.

    Финансирование

    Эта работа финансировалась Японским обществом содействия науке в качестве субсидии на научные исследования (C) для RO (20K00266), а также Университетом Цукуба в качестве программы поддержки исследований для решения Экстренные проблемы, связанные с COVID-19, в RO, JK, MF и OO.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Примечания издателя

    Все претензии, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций, издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

    Дополнительный материал

    Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fdata.2021.631073/full#supplementary-material

    Ссылки

    Батагель В. и Мрвар А. (2002). Pajek- Анализ и визуализация больших сетей. Графический чертеж 2265, 477–478. doi:10.1007/3-540-45848-4_54

    CrossRef Full Text | Google Scholar

    Боруп М., Браун Н., Конрад К. и Ван Ленте Х. (2006). Социология ожиданий в науке и технике. Техн. Анал.Стратег.Управление. 18, 285–298.doi:10.1080/09537320600777002

    CrossRef Full Text | Google Scholar

    Cauchemez, S., Fraser, C., Van Kerkhove, M.D., Donnelly, C.A., Riley, S., Rambaut, A., et al. (2014). Коронавирус ближневосточного респираторного синдрома: количественная оценка масштабов эпидемии, ошибок наблюдения и трансмиссивности. Заражение ланцетом. Дис. 14, 50–56. doi:10.1016/s1473-3099(13)70304-9

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Чаннаппанавар, Р.и Перлман, С. (2017). Патогенные коронавирусные инфекции человека: причины и последствия цитокинового шторма и иммунопатологии. Семин.Иммунопатол 39, 529–539. doi:10.1007/s00281-017-0629-x

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Chen, X., Chughtai, A.A., Dyda, A., and Macintyre, CR (2017). Сравнительная эпидемиология коронавируса ближневосточного респираторного синдрома (БВРС-КоВ) в Саудовской Аравии и Южной Корее. Аварийный. микробы заражают. 6, е51.doi:10.1038/emi.2017.40

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Густафссон Р., Кууси О. и Мейер М. (2015). Изучение открытости ожиданий в новых технологических областях: случай целлюлозного этанола. Техн. Прогноз.Соц. Изменить 91, 179–193. doi:10.1016/j.techfore.2014.02.008

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Хиджави Б., Абдаллат М., Сайдех А., Алькасрави С., Хаддадин А., Джаарур Н. и др.(2013). Новые коронавирусные инфекции в Иордании, апрель 2012 г.: эпидемиологические данные ретроспективного исследования. Восточное Средиземное море. Health J. 19 (Прил. 1), S12–S18. doi:10.26719/2013.19.supp1.s12

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Lipscomb, CE (2000). Медицинские предметные рубрики (МЭШ). Бык Мед. Либр. доц. 88, 265–266.

    Лоу, Х. Дж., и Барнетт, Г. О. (1994). Понимание и использование словаря медицинских предметных рубрик (MeSH) для поиска литературы. Джама-Журнал Am. Мед. доц. 271, 1103–1108. doi:10.1001/jama.271.14.1103

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Охнива, Р. Л., и Хибино, А. (2019). Процесс генерации новых тем в науках о жизни. Наукометрия 121, 1549–1561. doi:10.1007/s11192-019-03248-z

    CrossRef Full Text | Google Scholar

    Ohniwa, R.L., Hibino, A., and Takeyasu, K. (2010). Тенденции в фокусах исследований в области наук о жизни за последние 30 лет, контролируемые новыми темами. Наукометрия 85, 111–127. doi:10.1007/s11192-010-0252-2

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ротоло Д., Хикс Д. и Мартин Б. Р. (2015). Что такое новая технология? Рез.пол. 44, 1827–1843 гг. doi:10.1016/j.respol.2015.06.006

    CrossRef Full Text | Google Scholar

    Стеннер, П. (2017). « Лиминальность и опыт. Трансдисциплинарный подход к психосоциальному», (Лондон: издательство Palgrave Macmillan UK). дои: 10.1057/978-1-137-27211-9

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван Меркерк, Р. О., и Ван Ленте, Х. (2005). Отслеживание возникающих необратимостей в новых технологиях: пример нанотрубок. Техн. Прогноз.Соц. Изменение 72, 1094–1111. doi:10.1016/j.techfore.2004.10.003

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Валлинга Дж. и Теунис П. (2004). Различные эпидемические кривые для тяжелого острого респираторного синдрома показывают сходное воздействие мер контроля. утра. Дж. Эпидемиол. 160, 509–516. doi:10.1093/aje/kwh355

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Ван Ю.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.