img

коефіцієнт трансформації

  1. Масштабування напруги [ правити | правити код ]
  2. Масштабування сили струму [ правити | правити код ]
  3. Масштабування опору [ правити | правити код ]
  4. Підсумкові зауваження [ правити | правити код ]
  5. Особливість обліку витків [ правити | правити код ]

коефіцієнт трансформації трансформатора - це величина, що виражає масштабується (перетворювальну) характеристику трансформатора щодо якого-небудь параметра електричного кола (напруги, сили струму, опору і т. Д.). [ Джерело не вказано 865 днів ]

для силових трансформаторів ГОСТ 16110-82 визначає коефіцієнт трансформації як «відношення напруг на затискачах двох обмоток в режимі холостого ходу »І« приймається рівним відношенню чисел їх витоків » [1] : П. 9.1.7.

Термін «масштабування» використовується в описі замість терміна «перетворення» з метою акцентувати увагу на тому, що трансформатора не перетворюють один вид енергії в інший, і навіть не один з параметрів електричної мережі в інший параметр (як іноді звикли говорити про перетворення, наприклад, напруги в струм знижувальними трансформаторами). Перетворення - це всього лише зміна значення будь-якого з параметрів ланцюга в бік збільшення або зменшення. І хоча такі перетворення зачіпають практично всі параметри електричного кола, прийнято виділяти з них самий «головний» і з ним пов'язувати термін коефіцієнта трансформації. Це виділення обґрунтовується функціональним призначенням трансформатора, схемою включення до живильної стороні і т. Д.

Масштабування напруги [ правити | правити код ]

Для трансформаторів з паралельним підключенням первинної обмотки до джерела енергії цікавить, як правило, масштабування відносно напруги, а значить, коефіцієнт трансформації n виражає відношення первинного (вхідного) і вторинного (вихідного) напруг:

n = U 1 U 2 = ε ⋅ W 1 + I 1 ⋅ R 1 ε ⋅ W 2 - I 2 ⋅ R 2 {\ displaystyle n = {\ frac {U_ {1}} {U_ {2}}} = { \ frac {\ varepsilon \ cdot W_ {1} + I_ {1} \ cdot R_ {1}} {\ varepsilon \ cdot W_ {2} -I_ {2} \ cdot R_ {2}}}} n = U 1 U 2 = ε ⋅ W 1 + I 1 ⋅ R 1 ε ⋅ W 2 - I 2 ⋅ R 2 {\ displaystyle n = {\ frac {U_ {1}} {U_ {2}}} = { \ frac {\ varepsilon \ cdot W_ {1} + I_ {1} \ cdot R_ {1}} {\ varepsilon \ cdot W_ {2} -I_ {2} \ cdot R_ {2}}}}   , ,

де

Якщо знехтувати втратами в обмотках, тобто R 1 {\ displaystyle R_ {1}} Якщо знехтувати втратами в обмотках, тобто R 1 {\ displaystyle R_ {1}}   , R 2 {\ displaystyle R_ {2}}   вважати рівними нулю, то , R 2 {\ displaystyle R_ {2}} вважати рівними нулю, то

n = U 1 U 2 = W 1 W 2 {\ displaystyle n = {\ frac {U_ {1}} {U_ {2}}} = {\ frac {W_ {1}} {W_ {2}}}} n = U 1 U 2 = W 1 W 2 {\ displaystyle n = {\ frac {U_ {1}} {U_ {2}}} = {\ frac {W_ {1}} {W_ {2}}}} .

Такі трансформатори ще називають трансформаторами напруги .

Масштабування сили струму [ правити | правити код ]

Для трансформаторів з послідовним підключенням первинної обмотки до джерела енергії обчислюють масштабування відносно сили струму, тобто коефіцієнт трансформації n виражає відношення первинного (вхідного) і вторинного (вихідного) струмів:

n = I 1 I 2 {\ displaystyle n = {\ frac {I_ {1}} {I_ {2}}}} n = I 1 I 2 {\ displaystyle n = {\ frac {I_ {1}} {I_ {2}}}}

Крім того ці струми пов'язані ще однією залежністю

I 1 ⋅ W 1 = I 2 ⋅ W 2 + I 0 {\ displaystyle I_ {1} \ cdot W_ {1} = I_ {2} \ cdot W_ {2} + I_ {0}} I 1 ⋅ W 1 = I 2 ⋅ W 2 + I 0 {\ displaystyle I_ {1} \ cdot W_ {1} = I_ {2} \ cdot W_ {2} + I_ {0}}   , ,

де

Якщо знехтувати всіма втратами намагнічування і нагрівання магнітопровода, тобто I 0 {\ displaystyle I_ {0}} Якщо знехтувати всіма втратами намагнічування і нагрівання магнітопровода, тобто I 0 {\ displaystyle I_ {0}}   вважати рівним нулю, то вважати рівним нулю, то

I 1 ⋅ W 1 = I 2 ⋅ W 2 {\ displaystyle I_ {1} \ cdot W_ {1} = I_ {2} \ cdot W_ {2}} I 1 ⋅ W 1 = I 2 ⋅ W 2 {\ displaystyle I_ {1} \ cdot W_ {1} = I_ {2} \ cdot W_ {2}}   => I 1 I 2 = W 2 W 1 {\ displaystyle {\ frac {I_ {1}} {I_ {2}}} = {\ frac {W_ {2}} {W_ {1}}}}   n = I 1 I 2 = W 2 W 1 {\ displaystyle n = {\ frac {I_ {1}} {I_ {2}}} = {\ frac {W_ {2}} {W_ {1}}}} => I 1 I 2 = W 2 W 1 {\ displaystyle {\ frac {I_ {1}} {I_ {2}}} = {\ frac {W_ {2}} {W_ {1}}}} n = I 1 I 2 = W 2 W 1 {\ displaystyle n = {\ frac {I_ {1}} {I_ {2}}} = {\ frac {W_ {2}} {W_ {1}}}}

Такі трансформатори ще називають трансформаторами струму .

Масштабування опору [ правити | правити код ]

Ще одне із застосувань трансформаторів з паралельним підключенням первинної обмотки до джерела енергії - масштабування опору.

Цей варіант використовується, коли не цікавить безпосередньо сама зміна напруги або струму, а потрібно підключити до джерела енергії навантаження з вхідним опором, що значно відрізняється від величин, що пред'являються цим джерелом.

Наприклад, вихідні каскади звукових підсилювачів потужності вимагають навантажувальний опір вище, ніж мають низькоомні динаміки . Інший приклад - високочастотні пристрої, для яких рівність хвильових опорів джерела і навантаження дозволяє отримати максимальну виділяється потужність в навантаженні. І навіть зварювальні трансформатори , По суті, є перетворювачами опору в більшій мірі ніж напруги, оскільки останнє служить для підвищення безпеки робіт, а перше є вимогою до опору навантаження електричних мереж. Хоча зварнику може бути і не важливо, яким чином була отримана з мережі необхідна теплова енергія для нагріву металу, але цілком зрозуміло, що практично «коротке замикання» в мережі не вітається енергопостачальної стороною.

Відповідно, можна сказати, що масштабування опору призначене для передачі потужності із джерела в будь-яке навантаження найбільш «цивілізованим» способом, без «шокових» режимів для джерела і з мінімальними втратами (наприклад, якщо порівнювати трансформаторне масштабування і просте підвищення опору навантаження за допомогою послідовного баластного опору , Яке «з'їсть» значну частку енергії у джерела).

Принцип розрахунку такого масштабу теж заснований на передачі потужності, а саме, на умовному рівність потужностей: споживаної трансформатором з первинної ланцюга (від джерела) і віддається у вторинну (навантаженні), нехтуючи втратами всередині трансформатора.

S 1 = S 2 + Δ S {\ displaystyle S_ {1} = S_ {2} + \ Delta S} S 1 = S 2 + Δ S {\ displaystyle S_ {1} = S_ {2} + \ Delta S}   , ,

де

S 1 = U 1 ⋅ I 1 = U 1 2 Z 1 {\ displaystyle S_ {1} = U_ {1} \ cdot I_ {1} = {\ frac {U_ {1} ^ {2}} {Z_ {1 }}}} S 1 = U 1 ⋅ I 1 = U 1 2 Z 1 {\ displaystyle S_ {1} = U_ {1} \ cdot I_ {1} = {\ frac {U_ {1} ^ {2}} {Z_ {1 }}}} ... .. S 2 = U 2 ⋅ I 2 = U 2 2 Z 2 {\ displaystyle S_ {2} = U_ {2} \ cdot I_ {2} = {\ frac {U_ {2} ^ {2}} { Z_ {2}}}} ,

де

S 1 = S 2 {\ displaystyle S_ {1} = S_ {2}} S 1 = S 2 {\ displaystyle S_ {1} = S_ {2}}   => U 1 2 Z 1 = U 2 2 Z 2 {\ displaystyle {\ frac {U_ {1} ^ {2}} {Z_ {1}}} = {\ frac {U_ {2} ^ {2}} {Z_ {2}}}}   => U 1 2 U 2 2 = Z 1 Z 2 = n Z = n U 2 {\ displaystyle {\ frac {U_ {1} ^ {2}} {U_ {2} ^ {2}}} = {\ frac {Z_ {1}} {Z_ {2}}} = n_ {Z} = n_ {U} ^ {2}} => U 1 2 Z 1 = U 2 2 Z 2 {\ displaystyle {\ frac {U_ {1} ^ {2}} {Z_ {1}}} = {\ frac {U_ {2} ^ {2}} {Z_ {2}}}} => U 1 2 U 2 2 = Z 1 Z 2 = n Z = n U 2 {\ displaystyle {\ frac {U_ {1} ^ {2}} {U_ {2} ^ {2}}} = {\ frac {Z_ {1}} {Z_ {2}}} = n_ {Z} = n_ {U} ^ {2}}

Як видно вище, коефіцієнт трансформації по опору дорівнює квадрату коефіцієнта трансформації по напрузі.

Такі трансформатори іноді називають погоджують (Особливо в радіотехніці).

Підсумкові зауваження [ правити | правити код ]

Незважаючи на відмінності в схемах включення, принцип роботи самого трансформатора не змінюється і, відповідно, всі залежності напруг і струмів усередині трансформатора будуть такими, як показано вище. Тобто навіть трансформатор струму крім своєї «головної» завдання масштабувати силу струму буде мати залежності первинних і вторинних напруг такі ж, як якщо б він був трансформатором напруги, і вносити в послідовний ланцюг, в яку він включений, опір свого навантаження, змінений за принципом трансформатора.

Слід також пам'ятати, що струми, напруги, опору і потужності в змінних ланцюгах мають крім абсолютних значень ще й зрушення фаз, тому в розрахунках (в тому числі і вищенаведених формулах) вони є векторними величинами. Це не так буває важливо враховувати для коефіцієнта трансформації трансформаторів загальнотехнічного призначення, з невисокими вимогами по точності перетворення, але має величезне значення для вимірювальних трансформаторів струмів і напруг.

Для будь-якого параметра масштабування, якщо n <1 {\ displaystyle n <1} Для будь-якого параметра масштабування, якщо n <1 {\ displaystyle n <1}   , То трансформатор можна назвати підвищує;  в зворотному випадку - знижувальним   [2] , То трансформатор можна назвати підвищує; в зворотному випадку - знижувальним [2] . Однак ГОСТ 16110-82 [1] : П. 9.1.7 не знає такого розмежування: «У двообмоткових трансформаторі коефіцієнт трансформації дорівнює відношенню до

», Тобто коефіцієнт трансформації завжди більше одиниці.

Особливість обліку витків [ правити | правити код ]

Трансформатори передають енергію з первинного кола у вторинну допомогою магнітного поля. За рідкісним винятком так званих «повітряних трансформаторів», передача магнітного поля здійснюється за спеціальними Лінії по переробці (з електротехнічної сталі, наприклад, або інших феромагнітних речовин) з магнітною проникністю набагато більшою, ніж у повітря або вакууму. Це концентрує магнітні силові лінії в тілі муздрамтеатру, зменшуючи магнітне розсіювання, а крім того, посилює щільність магнітного потоку (індукцію) в цій частині простору, зайнятої магнитопроводом. Останнє призводить до посилення магнітного поля і меншому споживанню струму «холостого ходу», тобто менших втрат.

Як відомо з курсу фізики, магнітні силові лінії - концентричні і замкнуті самі на себе «кільця», що охоплюють провідник зі струмом. Прямий провідник зі струмом охоплюється кільцями магнітного поля по всій довжині. Якщо провідник зігнути, то кільця магнітного поля з різних ділянок довжини провідника зближуються на внутрішній стороні вигину (подібно витковой пружині, зігнутої набік, з притиснутими витками всередині і розтягнутими зовні вигину). Цей крок дозволяє збільшити концентрацію силових ліній всередині вигину і відповідно посилити магнітне поле в тій частині простору. Ще краще зігнути провідник кільцем, і тоді все магнітні лінії розподілені по довжині кола «зіб'ються в купку» всередині кільця. Такий крок називається створенням витка провідника зі струмом.

Все вищеописане дуже добре підходить для трансформаторів без сердечника (або інших випадків з відносно однорідною магнітною середовищем навколо витків), але абсолютно марно при наявності магнітних замкнутих сердечників, які, на жаль, по геометричним причин ніяк не можуть заповнити весь простір навколо обмотки трансформатора. І тому, магнітні силові лінії, що охоплюють виток обмотки трансформатора знаходяться в нерівних умовах по периметру витка. Одним силовим лініям «пощастило» більше, і вони проходять тільки за полегшеним маршруту магнітопроводніка, іншим же доводиться частину шляху проходити по сердечнику (всередині витка), а решту по повітрю, для створення замкнутого силового «кільця». Магнітний опір повітря майже гасить такі лінії поля і відповідно нівелює наявність тієї частини витка, яка породила цю магнітну лінію.

З усього вищесказаного і відображеного на малюнку існує висновок - в роботі трансформатора із замкнутим ферромагнітопроводом бере участь не весь виток, а тільки невелика частина, яка повністю оточена цим магнитопроводом. Або іншими словами - основний магнітний потік, що проходить через замкнутий сердечник трансформатора створюється тільки тією частиною дроти, яка проходить крізь «вікно» цього сердечника. Малюнок показує, що для створення 2-х «витків» досить двічі пропустити провід зі струмом через «вікно» муздрамтеатру, економлячи при цьому на обмотці.

Популярные новости
Шумоизолируем стены и перекрытия потолка в каркасном доме
Комфортная атмосфера личного пространства деревянного дома во многом зависит от качественной звукоизоляции. Несмотря на то, что дерево хороший проводник шума, каркасный дом достаточно тихий. Это обусловлено
Звукоизоляция квартиры своими руками: как сделать шумоизоляцию стен, пола и потолка
Многих жителей многоквартирных домов волнует вопрос шумных соседей. Особенно остро стоит этот вопрос для жителей панельных домов, где стены тонкие и хорошо пропускают звук. Сегодня мы расскажем, как делается
Звукоизоляция пола в деревянном доме своими руками — пошаговые инструкции! — Своими руками
Старые деревянные дома сейчас уже редкость, но мода на здоровый образ жизни и экологию привела к тому, что этот тип жилья стал востребованным. Дачи и загородные дома часто строятся из дерева, и их владельцам
Звукоизоляция пола в деревянном доме
Старые деревянные дома сейчас уже редкость, но мода на здоровый образ жизни и экологию привела к тому, что этот тип жилья стал востребованным. Дачи и загородные дома часто строятся из дерева, и их владельцам
Межэтажное утепление и звукоизоляцияв деревянном доме: выбор материала и технология работ
Содержание статьи: Чердачное перекрытие частного дома из дерева должно обладать хорошими теплоизоляционными и звукоизолирующими характеристиками. Если коттедж одноэтажный, то добиться этого достаточно
Звукоизоляция стен своими руками от соседей в квартире, в деревянном доме и пр, материалы, видео
Звук оказывает заметное влияние на нашу психику, эмоциональное и физическое состояние. Если в работе, отдыхе или на досуге вас сопровождает даже незначительный шум, это приводит к стрессу, снижению остроты
Шумоизоляция
огда о жилом доме говорят как об элитном объекте, подразумевается, что его потребительские свойства по основным критериям, характерным для жилого здания, существенно выше аналогичных параметров типового
Самый лучший материал для шумоизоляции стен
Практически каждый человек после проведенной за стенами фасада с панелями под дерево бессонной ночи задается вопросом, насколько качественна в его доме шумоизоляция стен, является ли предлагаемые в настоящее
Звукоизоляция стен в деревянном доме что лучше
Надежная шумоизоляция стен в деревянном доме должна монтироваться в процессе основного строительства. Материалы, значительно снижающие уровень проникающего шума, очень часто используются и как утеплитель
Звукоизоляция квартиры в панельном доме
Те, кто живет в панельном доме, каждый день сталкивается с плохой шумоизоляцией своей квартиры, то соседи громко гуляют, то кто-то на 5 этаже дрелью работает. И у всех появляется желание – сделать звукоизоляцию
Все новости