Tensiunea curentă de 220 volți în rețeaua electrică, în forma în care intră în apartament, nu este potrivită pentru majoritatea dispozitivelor electronice. Pentru a-l transforma într-un tip convenabil pentru alimentarea electrocasnicelor, sunt necesare convertoare speciale numite transformatoare. Cu ajutorul lor, este posibil să scadeți valoarea tensiunii de alimentare la valoarea dorită, apoi să o îndreptați.
Prezentare generală a transformatorului
Ca convertoare, aceste dispozitive sunt utilizate în mod tradițional pentru a aduce o formă acceptabilă de putere trimisă peste liniile de înaltă tensiune. Pentru „transfer” la distanțe vaste, sunt adecvate numai tensiuni ultra-înalte la care curentul poate avea o valoare acceptabilă.
Dacă încercați să transferați energie de cel puțin o sută de kilometri sub forma tensiunii obișnuite de 380 volți, un curent de milioane de amperi va fi necesar pentru a furniza consumatorul puterea necesară.
Pentru disiparea sa, este necesară o sârmă despre grosimea unui corp uman, care în practică este imposibil de pus în aplicare. Prin urmare, pe partea generatoare de energie electrică, cu ajutorul unui alt transformator (intensificator), valoarea acestuia crește la 110 kV. În această formă, este imposibilă utilizarea distribuției de energie electrică în clădirile rezidențiale și instalațiile de producție. Prin urmare, după livrarea prin explozibili în stațiile de distribuție, 110 kV sunt reduse la 10 (6) kV.
De aici pleacă spre stațiile de transformare a districtului, unde în transformatorul local de coborâre își obțin forma finală 380 (220) Volți. Cu astfel de valori potențiale, energia poate fi transportată cu ușurință printr-un cablu subteran sau un fir aerian SIP către consumatorul final. Prin urmare, un transformator monofazat joacă un rol important în viața umană.
Scopul și dispozitivul
Orice transformator monofazat de 220 Volți este un dispozitiv electric care funcționează numai în circuitele de curent alternativ. Cu ajutorul său, tensiunea de intrare este convertită la valoarea dorită (cel mai adesea scade). În acest caz, curentul extras din înfășurarea secundară crește, deoarece puterea este transmisă aproape fără pierderi. Rezultă că scopul principal al acestui dispozitiv este obținerea tensiunii necesare pentru rezolvarea problemelor și apoi utilizarea lui în scopuri specifice.
Familiarizarea cu designul transformatorului, care constă în următoarele elemente principale, va ajuta la realizarea unei imagini mai complete:
- miez din materiale feromagnetice;
- bobine primare și secundare plasate pe un cadru izolat;
- capac de protecție (acest element lipsește într-o serie de modele).
În unele probe, în loc de ferromagneti, se folosește oțel electric sau permis. Alegerea unui anumit tip de material de bază depinde de zona de utilizare a produsului în sine.
Principiul de funcționare
Principiul funcționării unui transformator monofazat se bazează pe lege, potrivit căruia câmpul alternativ care acționează în bobină induce un EMF într-un conductor situat în apropiere. Fenomenul se numește legea inducției electromagnetice a lui Faraday, care a fost primul care a descoperit acest efect interesant. Pentru a-l demonstra, savantul a dezvoltat o întreagă teorie, care a stat la baza activității celor mai moderne dispozitive și ansambluri electrice.
Principalele sale dispoziții:
- când un curent trece printr-o bobină de sârmă, în jurul său se formează un flux magnetic, captând toate aceleași viraje situate în apropiere;
- sub influența acestui flux, un EMF este indus în ele, coincidând sub forma modificărilor cu câmpul inițial;
- în prezența unui ferromagnet în el, efectul acestui efect este îmbunătățit.
Toate aceste principii stau la baza funcționării unui produs transformator modern. Când este conectat la înfășurarea secundară a sarcinii, circuitul de lucru se închide, iar energia este transmisă aproape fără pierderi consumatorului.
Moduri de operare
Ca orice dispozitive de conversie, transformatorul are două moduri de operare:
- așa-numita „viteză de ralanti”;
- modul de încărcare.
La ralanti, dispozitivul funcționează fără sarcină și consumă un minim de putere disipată doar în înfășurarea primară. Curentul din acesta este, de asemenea, minim și de obicei nu depășește 3-10% din valoarea observată cu sarcina conectată. În cel de-al doilea caz, un curent începe să curgă în virajele înfășurării secundare, a căror valoare este invers proporțională cu numărul de rotații în bobină.
Într-un transformator de coborâre, tensiunea din el este mai mică, iar curentul este mai mare. În acest mod, puterea este transferată sarcinii, luând în considerare disiparea termică în miezul transformatorului.
parametrii principali
Atunci când se iau în considerare parametrii convertoarelor de tensiune și de curent, este important de remarcat coeficientul de transformare k, definit ca I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Aici w2 și w1 sunt numărul de rotații în înfășurările secundare și respectiv. În plus, sunt luate în considerare caracteristicile sale, precum dimensiunea ferestrei miezului în care sunt plasate bobinele.
Un alt parametru care caracterizează proprietățile de transfer ale unui transformator cu o singură fază cu o înfășurare dublă în tensiune este același coeficient de transformare k, a cărui valoare pentru un dispozitiv de descărcare este mai mică de 1. Și invers, dacă k> 1, acest produs este un transformator gradual. În absența pierderilor din firele înfășurărilor și dispersiei debitului, acest indicator este foarte simplu de calculat. Pentru aceasta, cel mai convenabil este să folosiți un algoritm de calcul simplu: k = U2 / U1. Dacă există mai multe înfășurări secundare, parametrul specificat ar trebui să fie determinat separat pentru fiecare dintre ele.
Tipuri de transformatoare și aplicarea lor
Conform caracteristicilor de proiectare ale miezului, probe bine cunoscute de transformatoare monofazate sunt împărțite în produse de tijă, inel și armură. În funcție de forma circuitului magnetic folosit în ele, acestea pot fi:
- Forma de W;
- toroidal;
- În formă de U.
Fiecare dintre aceste forme este potrivit pentru anumite scopuri legate de necesitatea obținerii unor caracteristici de transmisie specificate.
Cele mai mari transformatoare realizabile cu cuplare magnetică (MS) sunt împărțite în produse cu interacțiuni puternice, medii și slabe. Aceste caracteristici depind în mare măsură de designul produsului însuși și de tipul miezului său.
Un transformator monofazat este solicitat în zonele în care este necesar să se coordoneze două circuite de putere cu izolarea electrică a fiecăruia dintre ele.
Funcționarea produsului
Atunci când funcționează dispozitive de conversie monofazate, se acordă o atenție deosebită manipulării lor în condiții de siguranță, ceea ce se explică prin tensiunea înaltă prezentă pe înfășurările primare. De asemenea, este important să luăm în considerare următoarele puncte privind instalarea și includerea transformatoarelor în circuitele electrice:
- pentru a evita defecțiunile înfășurării (arderea), circuitele secundare trebuie protejate de scurtcircuite;
- Este important să monitorizați condițiile termice ale miezului și înfășurărilor și, dacă este necesar, să asigurați răcirea lor.
Grija pentru un transformator monofazat se reduce la procedurile standard, care sunt prevăzute de prevederile standardelor actuale.
