Βασικές αρχές του μετασχηματιστή και αρχή λειτουργίας

Ορισμός του μετασχηματιστή

Ένας μετασχηματιστής είναι μια στατική συσκευή που μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια από ένα κύκλωμα σε άλλο μέσω της διαδικασίας ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Συνήθως χρησιμοποιείται για την αύξηση των επιπέδων τάσης μεταξύ των κυκλωμάτων ('step up') ή για τη μείωση ('down step').

Αρχή λειτουργίας του μετασχηματιστή

Η αρχή λειτουργίας ενός μετασχηματιστή είναι πολύ απλή. Η αμοιβαία επαγωγή μεταξύ δύο ή περισσοτέρων περιελίξεων (επίσης γνωστή ως πηνία) επιτρέπει την μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας μεταξύ κυκλωμάτων. Η αρχή αυτή εξηγείται λεπτομερέστερα κατωτέρω.

Θεωρία του μετασχηματιστή

Πείτε ότι έχετε ένα τύλιγμα (επίσης γνωστό ως πηνίο) το οποίο τροφοδοτείται από μια εναλλασσόμενη ηλεκτρική πηγή. Το εναλλασσόμενο ρεύμα μέσω του τυλίγματος παράγει μια συνεχώς μεταβαλλόμενη και εναλλασσόμενη ροή που περιβάλλει την περιέλιξη. Αν μια άλλη περιέλιξη φθάσει κοντά σε αυτή την περιέλιξη, κάποιο τμήμα αυτής της εναλλασσόμενης ροής θα συνδεθεί με τη δεύτερη περιέλιξη. Καθώς αυτή η ροή αλλάζει συνεχώς στο πλάτος και την κατεύθυνσή της, πρέπει να υπάρχει μια μεταβαλλόμενη σύνδεση ροής στη δεύτερη περιέλιξη ή πηνίο.

Σύμφωνα με τον νόμο του Faraday για ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, θα υπάρξει ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που προκαλείται στη δεύτερη εκκαθάριση. Εάν το κύκλωμα αυτού του δευτερεύοντος τυλίγματος είναι κλειστό, τότε θα ρέει ρεύμα διαμέσου αυτού. Αυτή είναι η βασική αρχή λειτουργίας ενός μετασχηματιστή. Ας χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρικά σύμβολα για να βοηθήσουμε να το απεικονίσουμε. Η περιέλιξη που λαμβάνει ηλεκτρική ενέργεια από την πηγή είναι γνωστή ως «πρωτεύουσα περιέλιξη». Στο παρακάτω διάγραμμα αυτό είναι το «Πρώτο Πηνίο».

Η περιέλιξη που δίνει την επιθυμητή τάση εξόδου λόγω αμοιβαίας επαγωγής είναι κοινώς γνωστή ως «δευτερεύουσα περιέλιξη». Αυτό είναι το "Δεύτερο πηνίο" στο παραπάνω διάγραμμα.

Ένας μετασχηματιστής που αυξάνει την τάση μεταξύ των πρωτογενών σε δευτερεύουσες περιελίξεις ορίζεται ως μετασχηματιστής βαθμίδας. Αντιστρόφως, ένας μετασχηματιστής που μειώνει την τάση μεταξύ των πρωτογενών σε δευτερεύουσες περιελίξεις ορίζεται ως ένας μετασχηματιστής βαθμίδας προς τα κάτω.

Ενώ το διάγραμμα του μετασχηματιστή παραπάνω είναι θεωρητικά δυνατό σε έναν ιδανικό μετασχηματιστή - δεν είναι πολύ πρακτικό. Αυτό συμβαίνει επειδή σε ανοικτό χώρο μόνο ένα πολύ μικρό τμήμα της ροής που παράγεται από το πρώτο πηνίο θα συνδεθεί με το δεύτερο πηνίο. Έτσι, το ρεύμα που ρέει μέσω του κλειστού κυκλώματος που συνδέεται με τη δευτερεύουσα περιέλιξη θα είναι εξαιρετικά μικρό (και δύσκολο να μετρηθεί).

Ο ρυθμός μεταβολής του δεσμού ροής εξαρτάται από την ποσότητα της συνδεδεμένης ροής με τη δεύτερη περιέλιξη. Έτσι, ιδανικά, σχεδόν όλη η ροή της πρωτεύουσας περιέλιξης θα πρέπει να συνδεθεί με τη δευτερεύουσα περιέλιξη. Αυτό επιτυγχάνεται αποτελεσματικά και αποτελεσματικά με τη χρήση μετασχηματιστή τύπου πυρήνα. Αυτό παρέχει μια διαδρομή χαμηλής απροθυμίας κοινή και στις δύο περιελίξεις.

Ο σκοπός του πυρήνα του μετασχηματιστή είναι να παράσχει ένα μονοπάτι χαμηλής απροθυμίας, μέσω του οποίου η μέγιστη ποσότητα ροής που παράγεται από το πρωτεύον τύλιγμα διέρχεται και συνδέεται με το δευτερεύον τύλιγμα.

Το ρεύμα που αρχικά διέρχεται από τον μετασχηματιστή όταν είναι ενεργοποιημένο είναι γνωστό ως ρεύμα εισόδου μετασχηματιστή.

Αν προτιμάτε μια κινούμενη εξήγηση, παρακάτω είναι ένα βίντεο που εξηγεί ακριβώς πώς λειτουργεί ένας μετασχηματιστής:

Μετασχηματιστές μέρη και κατασκευή

Τα τρία κύρια μέρη ενός μετασχηματιστή:

· Πρωτογενής περιέλιξη του μετασχηματιστή

· Μαγνητικός πυρήνας του μετασχηματιστή

· Δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή

Πρωτογενής περιέλιξη του μετασχηματιστή

Το οποίο παράγει μαγνητική ροή όταν συνδέεται με ηλεκτρική πηγή.

Μαγνητικός πυρήνας του μετασχηματιστή

Η μαγνητική ροή που παράγεται από το πρωτεύον τύλιγμα, που θα περάσει από αυτή τη χαμηλή διαδρομή απροθυμίας που συνδέεται με τη δευτερεύουσα περιέλιξη και θα δημιουργήσει ένα κλειστό μαγνητικό κύκλωμα.

Δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή

Η ροή, που παράγεται από πρωτογενή περιέλιξη, διέρχεται από τον πυρήνα, θα συνδεθεί με το δευτερεύον τύλιγμα. Αυτή η περιέλιξη επίσης τραυματίζει στον ίδιο πυρήνα και δίνει την επιθυμητή έξοδο του μετασχηματιστή.

Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε μαζί μας στο sales@xfullstar.com .