Site Loader

Содержание

Повышающий и понижающий трансформатор

В быту и на производстве используется огромное количество различных электронных устройств, приборов и оборудования. Довольно часто для их нормальной эксплуатации требуется повышающий и понижающий трансформатор. Каждый из них работает на основе самоиндукции, позволяющей изменять ток в ту или иную сторону. Само название трансформатора означает изменение или преобразование. Они применяются в основном совместно с электроникой зарубежного производства, рассчитанной на токи, отличающиеся от отечественных стандартов. Кроме того, трансформаторы обеспечивают защиту электрооборудования и оптимизируют его питание, делая работу максимально эффективной.

Содержание

Функции и работа трансформаторов

В электронике трансформаторы являются незаменимыми устройствами. Однако, для их наиболее эффективной работы, необходимо хорошо представлять себе, что понижает или повышает трансформатор. В зависимости от потребностей, они повышают или, наоборот, понижают величину потенциала в цепочках с переменным током.

С появлением отличающихся трансформаторных устройств стала возможной доставка электричества на значительные дистанции. Заметно снижаются потери на проводах ЛЭП, когда переменное напряжение повышается, а ток – понижается. Это происходит на всей протяженности проводников, соединяющих электростанцию с подключенными потребителями. На каждом конце таких линий напряжения снижаются до безопасного уровня, облегчая работу используемого оборудования.

Какой трансформатор называют повышающим, а какой понижающим, и какая между ними разница

Если отвечать коротко, то прибор выдающий более высокий потенциал, в сравнении со входом, считается повышающим. Если же происходит обратный процесс, и потенциал на выходе меньше, чем на входе, такое устройство будет понижающим. В первом случае вторичная обмотка обладает большим количеством витков, чем на первичная, а во втором, наоборот, в работе применяется вторичная обмотка с меньшим количеством витков. Этим они кардинально отличаются друг от друга.

Можно ли понижающий трансформатор использовать как повышающий

Да, можно. Поскольку для перемены функций достаточно изменить схему соединения обмоток с источником потенциала и нагрузкой. Соответственно, изменится и функциональность понижающего трансформатора.

На практике, с целью повышения эффективности устройства, индуктивность всех обмоток рассчитывается для точных рабочих значений тока и напряжения. Эти показатели должны обязательно сохраняться в исходном состоянии, когда повышающий и понижающий трансформатор изменяют свои функции на противоположные.

Как определить принадлежность той или иной обмотки

Конструктивно, трансформаторы выполнены по такому принципу, что невозможно сразу определить их различия, то есть, какие провода называется и фактически являются первичной, а которые из них – вторичной обмоткой. Поэтому, чтобы не запутаться, применяется маркировка. Для высоковольтной обмотки предусмотрен символ «Н», в понижающих устройствах она служит первичной, а в повышающих – вторичной обмоткой. Обмотка с низким вольтажом маркируется символом «Х».

Для того чтобы понять особенности, отличие и принцип действия каждого из этих устройств, их следует рассмотреть более подробно.

Общее устройство и функционирование трансформаторов понижающего типа

Трансформаторы выполняют преобразование более высокого входящего напряжения в низкую характеристику напряжения на выходе, то есть позволяют понизить большие токи до требуемых значений. При необходимости такой прибор может использоваться как повышающий.

Принцип действия этих приборов определяется законом электромагнитной индукции. Стандартная конструкция состоит из двух обмоток и сердечника. Первичная обмотка соединяется с источником питания, после чего вокруг сердечника происходит генерация магнитного поля. Под его воздействием во вторичной обмотке возникает электрический ток с определенными заданными параметрами напряжения.

Выходная мощность определяется по количественному соотношению витков в каждой катушке. Изменяя этот показатель можно управлять характеристиками выходного напряжения и получать требуемый ток для бытового и промышленного оборудования.

С помощью лишь одних трансформаторов невозможно изменить частоту электрического тока. Для этого конструкция понижающего аппарата дополняется выпрямителем, изменяющим частоту тока в диапазоне требуемых значений. Современные приборы дополняются полупроводниками и интегральными схемами с конденсаторами, резисторами, микросхемами и другими компонентами. В результате, получается устройство с незначительными размерами и массой, но достаточно высоким уровнем КПД, работающее на понижение напряжения.

Такие трансформаторы функционируют очень тихо и не подвержены сильному нагреву. Мощность выходного тока может выставляться путем регулировок и отличаться в каждом случае. Все устройства нового типа оборудованы защитой от коротких замыканий.

Понижающий трансформатор отличается простой и надежной схемой, широко применяются на подстанциях между отрезками линий электропередачи. Они выполняют понижение сетевого тока с 380 до 220 вольт. Подобные устройства относятся к промышленным. Используемые в быту, отличаются более низкими мощностями. Принимая на первичную обмотку входа 220 В, они затем выдают пониженное напряжение от 12 до 42 вольт в соответствии с подключенными потребителями. Коэффициент трансформации понижающих устройств всегда ниже единицы. Для того чтобы его определить, нужно знать соотношение между количеством витков в первичной и вторичной обмотке.

Особенности повышающего трансформатора

Повышающие трансформаторные устройства, как их называют специалисты, также используются в быту и на производстве. В основном их назначение – работа по своему профилю на проходных электростанциях. Они должны повысить ток в соответствии с нормативными показателями, поскольку в процессе транспортировки происходит постепенное снижение высокого напряжения в ЛЭП. В конце пути следования электростанция с помощью повышающего трансформатора напряжение поднимается до нормативных 220 В и поставляется в бытовые сети, а 380 В – в промышленные.

Работа трансформатора повышающего типа осуществляется по следующей схеме, включающей в себя несколько этапов:

  • Вначале на электростанции производится электрический ток напряжением 12 киловольт (кВ).
  • Далее по ЛЭП оно поступает на повышающую подстанцию и попадает в повышающий трансформатор, преобразующий это напряжение до 400 кВ. Отсюда ток поступает в высоковольтную ЛЭП и уже по ней приходит на понижающую подстанцию, где его напряжение вновь становится 12 кВ.
  • На последнем этапе ток оказывается в низковольтной линии, в конце которой установлен еще один трансформатор понижающего действия. Здесь напряжение окончательно принимает рабочее значение 220 или 380 В и в таком виде поступает в бытовую или промышленную сеть.

Принцип работы повышающего трансформатора также основан на электромагнитной индукции. Основная конструкция состоит их двух катушек с разным количеством витков и изолированного сердечника.

Низкое переменное напряжение поступает в первичную обмотку и вызывает появление магнитного поля, возрастающего при оптимально подобранном соотношении обмоток. Под его влиянием во вторичной обмотке образуется электрический ток с повышенными показателями – 220 В и более. В случае необходимости изменения частоты, в цепочку дополнительно устанавливается преобразователь, способный выдавать постоянный ток для определенных видов оборудования.

Преобразование понижающего трансформатора в повышающий: 5 важных фактов

Мы можем преобразовать понижающий трансформатор в повышающий, просто поменяв местами первичную и вторичную обмотки. Теперь мы обсудим эту технику на Как конвертировать Шаг вниз к повышающему трансформатору наряду с некоторыми соответствующими часто задаваемыми вопросами в деталях.

Понижающий трансформатор подразумевает, что его вторичная обмотка имеет меньше витков, чем первичная обмотка. Если мы подключим трансформатор в обратном порядке, первичная катушка станет вторичной, а вторичная катушка станет первичной. Таким образом, поведение трансформатора становится аналогичным поведению повышающего трансформатора. 

Как преобразовать понижающий трансформатор в повышающий — См. также

Повышающий трансформатор — принцип работы и схема

Повышающий трансформатор — это электрическое устройство, которое увеличивает напряжение от первичной обмотки до вторичной обмотки. Обычно он используется на электростанциях, где происходит генерация и передача напряжения. 

 Повышающий трансформатор состоит из двух основных частей — сердечника и обмотки. Сердечник трансформатора изготовлен из материала, проницаемость которого выше, чем у вакуума. Причина использования высокопроницаемого вещества заключается в том, чтобы ограничить силовые линии магнитного поля и уменьшить потери. Кремниевая сталь или феррит используются для защиты трансформатора от избыточного вихревого тока и гистерезис потеря. Итак магнитный поток может легко протекать через ядро, а эффективность трансформатор увеличивается. 

Обмотки трансформатора изготовлены из меди. Медь обладает огромной жесткостью и идеально подходит для проведения большого количества тока. Они покрыты изоляторами для обеспечения безопасности и долговечности для лучшей производительности. Обмотки намотаны на сердечник трансформатора. Первичная катушка состоит из меньшего количества обмоток с более толстыми проводами, специально разработанными для передачи низкого напряжения и высокого тока. Совершенно противоположное явление имеет место для вторичной обмотки. На этот раз провода тоньше, с большим количеством витков. Эти провода хорошо переносят значительное напряжение и небольшой ток. 

Первичная обмотка состоит из меньшего количества витков, чем вторичная обмотка. Итак, Ns>Np где,

Ns= количество витков вторичной обмотки.

Np= количество витков в первичной катушке

Из свойств идеального трансформатора мы знаем,

[Латекс]\frac{N_{p}}{N_{s}}=\frac{V_{p}}{V_{s}}[/Latex]

Следовательно, чем больше количество витков во вторичной катушке, тем больше индуцированное напряжение.

Но мощность должна быть закреплена за трансформатором. Следовательно повышающий трансформатор увеличивает напряжение и уменьшает ток, так что мощность остается неизменной. 

Повышающие трансформаторы — неотъемлемая часть энергосистем. Линии электропередачи используйте повышающие трансформаторы для передачи напряжения на большие расстояния. Напряжение, вырабатываемое на электростанциях, повышается, передается через них и достигает внутренних систем. Понижающий трансформатор снижает напряжение и делает его безопасным для использования в домашних условиях.

Обмотка повышающего трансформатора

Понижающий трансформатор — принцип работы и схема 

Электрическое устройство, которое понижает напряжение с первичной обмотки на вторичную обмотку, известно как понижающий трансформатор. Функция понижающего трансформатора прямо противоположна работе повышающего трансформатора. 

Сердечник понижающего трансформатора обычно изготавливается из мягкого железа. Конструкция аналогична конструкции повышающего трансформатора — ферромагнитные свойства сердечника способствуют намагничиванию и передаче энергии.  

Для катушек индуктивности используются медные провода, покрытые изолятором. Первичная катушка соединена с источником напряжения, а вторичная катушка соединена с сопротивлением нагрузки. Напряжение, подаваемое на первичную катушку, создает магнитный поток и индуцирует ЭДС во вторичной катушке. Нагрузка, подключенная к вторичной катушке, потребляет «пониженное» переменное напряжение. 

Мы знаем, что в понижающем трансформаторе количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Итак, Np>Ns где,

Ns= количество витков вторичной обмотки

Np= количество витков в первичной катушке

Мы знаем, [Latex]\frac{N_{p}}{N_{s}}=\frac{V_{p}}{V_{s}}[/Latex]

Следовательно, [Latex]V_{s}=\frac{N_{p}}{N_{s}}\times V_{p}[/Latex]

Как соотношение [Latex]\frac{N_{s}}{N_{p}}<1\: ,\: V_{s}

Как и в повышающем трансформаторе, мощность понижающего трансформатора также остается постоянной. Когда уровень напряжения падает, ток во вторичной катушке увеличивается для поддержания баланса. 

Для домов или других распределительных систем понижающие трансформаторы являются важным компонентом.

Обмотка понижающего трансформатора

Как преобразовать Step Down в Step Up Transformer — часто задаваемые вопросы

В чем разница между повышающим и понижающим трансформатором?
Повышающий трансформатор Понижающий трансформатор 
Повышающий трансформатор увеличивает первичное напряжение до вторичной обмотки.Понижение трансформатор ступенчато меняет первичное напряжение вплоть до вторичной катушки.
Количество витков во вторичной катушке индуктивности повышающего трансформатора больше, чем количество витков в первичной катушке индуктивности.Количество витков в первичной катушке индуктивности повышающего трансформатора больше, чем количество витков внутри вторичной катушки индуктивности.
Значение выходного напряжения больше, чем значение входного напряжения.Значение выходного напряжения ниже значения входного напряжения.
В первичной обмотке используются толстые медные провода, а во вторичной обмотке — тонкие.В первичной обмотке используются тонкие медные провода, а во вторичной обмотке — толстые.
Повышающие трансформаторы — важные компоненты электрических подстанций, электростанций и т. Д.Понижающие трансформаторы являются важными компонентами распределительных систем, адаптеров, проигрывателей компакт-дисков и т. Д.
В линиях электропередачи используется повышающий трансформатор.

Как использовать понижающий трансформатор в качестве повышающего трансформатора?

Понижение трансформатор может достаточно работать в качестве повышающего трансформатора путем реверсивного действия.

Игровой автомат источник напряжения и нагрузочный резистор присоединяются к первичной обмотке и вторичной обмотке в случае понижающего трансформатора соответственно. Если мы питаем вторичную обмотку напряжением и подключаем нагрузку к первичной обмотке, вторичная обмотка действует как первичная и наоборот. Так что можно сказать, теперь понижающий трансформатор ведет себя как повышающий трансформатор и выдает повышенное напряжение на вторичной обмотке.

Если понижающий трансформатор подключен, а его выход и вход поменяны местами, работает ли он как повышающий трансформатор?

Можно поменять местами вход и выход понижающего трансформатора, чтобы он работал как повышающий трансформатор.

Хотя мы можем выполнить эту обратную операцию, мы должны помнить, что она подходит для временного использования. Мы должны поддерживать исходные характеристики трансформатора; в противном случае может возникнуть серьезная опасность. 

Какие условия при преобразовании понижающего трансформатора в повышающий?

Есть некоторые моменты, о которых нам нужно помнить, когда мы собираемся использовать понижающий трансформатор в качестве повышающего трансформатора.  

  • Теоретически этот метод выглядит простым и правдоподобным. На самом деле, это сложная работа, и у нее есть ограничения. Когда мы подключаем трансформатор назад, меняем полярность, но количество витков остается прежним. Таким образом, соотношение оборотов также не меняется. Следовательно, уровень напряжения должен быть увеличен, чтобы все было сбалансировано. Возьмем пример. Предположим, у нас есть понижающий трансформатор, который дает вторичное напряжение 100 вольт при подаче входного напряжения 200 вольт. Передаточное отношение, Нp/NsV =p/Vs = 200/100 = 2. Если мы хотим использовать трансформатор в качестве повышающего, то же входное напряжение 200 вольт будет давать повышенное выходное напряжение 400 вольт. Таким образом, можно сказать, что это преобразование подходит для низких рейтингов. В противном случае цепь может быть замкнута, и установка будет разрушена.
  • другой важная сторона этого метода заключается в использовании высокопрочных сердечников и изоляционных материалов. Если используются материалы со слабыми магнитными свойствами, высокое напряжение может повредить материал и в конечном итоге привести к серьезным повреждениям. 
  • ‌ Передаточное число не должно быть высоким. Если коэффициент равен 10, выходное напряжение увеличивается в десять раз и превышает предел трансформатора. Так что лучше иметь передаточное число <= 3.

В чем разница между понижающим и повышающим трансформатором

By admin