Трансформатор. Трансформатор это устройство предназначенное дляПринцип работы трансформатора и виды трансформаторов Все прекрасно знают слово трансформатор. Многие знают самые разные виды трансформаторов, и даже умеют их установить и подключить своими руками. Но вот какое оно, устройство трансформатора и что это вообще такое, знают очень немногие. Итак, принцип работы трансформатора и что это вообще такое. Давайте присмотримся внимательнее. Трансформатор что это и при чём тут трансформеры?Начнём с транфсормеров, нашумевшего фильма. Если помните, в нём роботы могут принимать любую форму, если. Вот и первое «если». Если они принимают форму другого механизма. Стать объектом биологическим не может даже трансформер – только механизмом. Это один из принципов действия трансформатора, он может изменить параметры напряжения и токов, но если у него есть входящее напряжение и если оно достаточное для преобразования. Кстати, само слово трансформатор образовано от латинского слова transformo - преобразовать, изменить или переделать, сохранив суть. Обратим внимание, не создать что-то новое, а именно изменить то, что есть. Экскурс в историю или Фарадей и его опытыСчитается, что начало своей истории все виды трансформаторов ведут с 1831-го года, именно тогда Майкл Фарадей (куда же без Фарадея, если мы снова говорим про основы электричества!) сформулировал принципы электромагнитной индукции. По непонятным никому мотивам, Фарадей намотал на железное кольцо два провода одного сечения, но разной длины. Честное слово, не спрашивайте никого о мотивах этого поступка. Это и в печатном виде выглядит нелепо, а уж как это выглядело в жизни… Взрослый мужчина, обматывает железное колечко проводами… Впрочем, свои резоны у Фарадея были, поскольку в итоге он получил принцип работы трансформатора, причём в том самом виде, в котором они, виды трансформаторов, благополучно дожили до наших дней. Итак, что обнаружил мистер Фарадей? На железном кольце (сердечнике) были две изолированные обмотки (два провода, между которыми нет контакта). При подаче тока в одну обмотку, во второй возникал ток, хотя она и не была никуда подключена. Изначально Фарадей решает, что преодолел ограничения о сохранении энергии (не совсем верно считать, что этот принцип сформулировал Эйнштейн). Для демонстрации нарушения этого принципа он приглашает коллег. Они фиксируют эффекты, а независимо от них в процессе опытов Джозеф Генри обращает внимание на то, что использование магнитов меняет характеристики токов. Сложно сказать, кому стоит доверить право открытия того, что мы называем принцип действия трансформатора, но оба этих учёных имеют свои единицы измерения. Вы их знаете:
Спросите, а при чём тут старина Вольт? Если мы говорим о том, чем занимались Генри и Фарадей? Да просто дело в том, что к тому времени без Вольта уже не обходилось ни одно измерение в электричестве. О чём красноречиво говорит уже то, что все мы наизусть знаем его фамилию. Впрочем, довольно истории, вернёмся к теме. Трансформатор тока, принцип работы которого мы решили рассмотреть. Итак, что такое трансформатор? Прежде всего, это металлический сердечник, на котором имеются две обмотки. Каждая из обмоток независима (изолирована от другой), но при подключении одной из них к сети, вторая индуцирует ток. Выглядит это как-то так: Выглядит и правда как странная передача энергии, с нарушением принципа сохранения энергии, чему радовался Фарадей. Но эта иллюстрация всё объясняет и ставит на свои места: Надеемся, эта картинка действительно объяснила принцип работы трансформатора, а также разъяснила, куда девается лишний ток или откуда берётся излишний. Если и после этой графики не всё ясно, давайте двигаться дальше. Немного более серьёзно о том, что такое трансформатор, но простыми словамиИтак, начнём с того, что трансформатор Фарадея (не морщитесь, это все-таки Майкл его придумал), не выдавал ток во второй обмотке, когда в первой ток достигал максимального значения. Для получения тока во вторичной обмотке, приходилось заново включать первичную обмотку. Дело в том, что Фарадей работал с постоянным током. Именно это стало причиной того, что у нас по улицам катаются авто с бензиновыми ДВС. Если бы тогда Фарадей и Генри стали работать с переменным током, возможно в автомобилестроении дело до бензинового двигателя и не дошло бы. Именно по этой причине, принцип работы трансформатора был сформулирован как изменение параметров тока при его нарастании до пиковых значений в первичной обмотке. Вторым, не менее ошибочным описанием принципа действия трансформатора является это: «Трансформатор это устройство, предназначенное для преобразования тока одного напряжения в ток другого напряжения, но той же частоты» . Кроме этой несуразицы есть и иные формулировки, причём большинство из них крутится именно вокруг переменного тока. Так в чём же такое отличие переменного тока от постоянного , с которым Фарадей собирал свои первые трансформаторы, а Генри первые электродвигатели? Разумеется, разница в том, что направление тока у переменного тока меняется само. То, что приходилось делать Фарадею, перезапуская первичную обмотку постоянного тока, переменный ток делает сам. Постоянно «гладя электромагнит против шерсти». До 50 герц в секунду. Именно это создаёт ЭДС, то самое при помощи чего меняются характеристики токов. И это то самое ЭДС, о котором часто говорят неверно, ведь трансформатор тока, принцип работы которого мы рассматриваем, работает не на магнитном сердечнике, а на ферромагнитном. Разница небольшая для тех, кто не в курсе, но она есть. Итак, мы имеем ферромагнитный сердечник. Фактически замкнутое кольцо, которое набирается в промышленных вариантах из пластин, известных детям СССР как Ш, которые можно метать как сюрикены. Левая и правая I этой буквы Ш основа обмотки первичной и вторичной. Эти буквы «вложены» одна в другую, это существенно удешевило создание контуров. Делаем обмотку. Первичную и вторичную. Даже видеть этот процесс удовольствие. Хотя и довелось, наверное, немногим. Оформляем ввод-вывод и, конечно, маркируем изделие. Остаётся указать, что нужно подать на входе и что мы получим на выходе. Если конечно на трансформаторе хватит места для маркировки. Это конечно, шутка. Тут места хватит. А мы вот про это: Это тоже трансформаторы, но физические размеры их несколько миллиметров толщиной. В этом и есть принцип работы трансформатора, в котором размер не имеет значения. Именно принцип позволяет преобразовать напряжение. Принцип, а не физический размер. Мы наматываем на ферромагнетик провода, по которым пускаем электрический ток. А с другой обмотки примерно таких же проводов, снимаем ток, но уже с другими значениями. В этом и состоит принцип действия трансформатора, если Вы поняли, куда девается разница понижения напряжения и откуда берётся дополнительное напряжение при повышении. Давайте, ещё немного почитаем физику электричества. Куда уехал цирк, он был ещё вчера?Давайте не будем обманывать себя так, как Фарадей, который изначально наблюдал энергию, берущуюся ниоткуда. Очень даже откуда и, кроме того, что она берётся, она ещё и вопреки стремлениям Фарадея очень даже сохраняется. Это хорошо видно на этой картинке: Сколько вошло слева, столько вышло и справа. Точнее справа вышло меньше ровно настолько, сколько вернулось влево. Это классическая схема устройства трансформатора, понижающего напряжение. После очень небольших доработок, это же устройство будет повышать напряжение, если это необходимо. Но это отдельная тема для разговора, ведь чтобы повысить напряжение, нужно добавить энергии. А если закон сохранения энергии никто не отменил, её нужно у кого-то украсть. Впрочем, это тоже шутка. Даже в принципе работы трансформатора, повышающего напряжение, ему ни у кого не надо воровать энергию. На него как раз и работает принцип сохранения энергии, как бы это нелепо и не выглядело со стороны. Но это так и есть. Как повышение напряжения, так и понижение в трансформаторе совершенно точно соответствует принципам сохранении энергии. Количества энергии, если можно так выразиться.
Примерно так же, как с фломастером. Вообще устройство трансформатора очень похоже на фломастер. Если Вам хочется, чтобы он чертил красивую и толстую линию, его нужно заправить. И желательно делать это регулярно. Тогда он будет чертить линии, и радовать Вас красками. А можно кинуть его в ящик на пару лет и он высохнет. И если Вам понадобится линия, он Вам помочь не сможет. Высох. Трансформатор это примерно то же самое. Если за ним не ухаживать, он «высохнет». И когда Вам понадобится линия питания, Вы можете оказаться в ситуации, в которой заправлять будет нечего и не за чем. Так что не стоит думать, что трансформатор это замечательный прибор для обмана закона сохранения энергии, обхода основ мироздания и возможности открутить назад счётчик, чтобы уменьшить платежи за электроэнергию. Это ни первое, ни второе, ни третье. Это, образно говоря – компот. Десерт энергетики, который позволяет получить нам в нужном месте в нужное время нужные параметры сети. Все виды трансформаторов, которые сегодня используются в быту, предназначены именно для этого. И сам принцип работы трансформатора нацелен именно на это – дать нам нужное напряжение в нужном месте. Не стоит пробовать обмануть основы физики. Фарадей, обнаружив ЭДС, думал что обманул. Генри, заметив колебательные движения без видимых трат энергии тоже. Даже Вольт считал, что обошёл закон сохранения энергии, создав свой замкнутый контур. Но все они, образно говоря, разбились о лодку Максвелла и причал Эйнштейна. Ну, то есть те, кто миновал рифы и мели Бора. Эти три столпа физики рассказали нам, в чём ошибались Фарадей, Генри и Вольт. Жаль, они не успели рассказать им. Так что не пытайтесь обмануть закон сохранения энергии при помощи трансформатора. Это не получится. Лучше постарайтесь понять, как может пригодиться в буты устройство, способное изменить параметры сети для ваших целей.
Да и мало ли для чего ещё? Всё это может помочь реализовать трансформатор. Небольшое такое сегодня устройство, которое иногда гудит или жужжит. Но устройство, которое всегда исправно может 220 Вольт изменить, трансформировать на 24-ре или на 12-ть. obelektrike.ru Однофазный трансформатор. Назначение, устройство и основные характеристикиЕсть старая институтская шутка. На вопрос преподавателя «как работает однофазный трансформатор» студент в ответ гудит: «У-у-у!». Звук такой действительно имеет место, обусловлен же он тем, что при наведении индукционного поля возникает магнитно-стрикционный эффект, заставляющий пластины магнитопровода вибрировать.
Однофазный трансформатор предназначен для создания переменного напряжения нужной величины для нагрузки, не нуждающейся в трехфазном электропитании. Любой трансформатор состоит из двух основных узлов: сердечника и катушек, их бывает не менее двух. Принцип работы простой. В результате прохождения электрического тока по проводнику в первичной обмотке, на вторичную наводится электродвижущая сила (ЭДС). Сердечник состоит из пластин ферромагнетика, то есть материала, способствующего усилению магнитного поля (электротехническая сталь специальных марок). Величина ЭДС определяется по формуле: Е = 4,44 х Ф х f х ω
где: Ф – амплитуда магнитного потока; f – частота тока; ω – число витков в обмотке. Допустимая мощность нагрузки, которую «потянет» однофазный трансформатор, задается сечением провода, которым намотаны катушки, и добротностью магнитопровода, в частности магнитной проницаемостью ферромагнетика µ. Размеры сердечника и число витков являются предметом расчета, который часто становится темой курсовой работы в технических ВУЗах. В любом случае, чем мощнее однофазные трансформаторы напряжения, тем внушительнее их размеры. На их корпусе чаще всего есть ярлык с перечислением основных параметров (допустимого тока входного и выходного напряжений). Однако так бывает не всегда.
На практике многие ремонтники часто сталкиваются с необходимостью заменить сгоревший однофазный трансформатор напряжения. Для того чтобы убедиться в пригодности, следует изучить характеристики устройства, предназначенного для замены. Первое, что следует сделать, это определить входную обмотку. У понижающих трансформаторов она имеет наибольшее сопротивление. Затем, включив его в сеть, можно измерить выходное напряжение в режиме холостого хода. Отношение входного и выходного ЭДС составляет коэффициент трансформации K. Он также равен дроби N вх./N вых., то есть числу витков в обмотках.
После этого можно в качестве нагрузки подсоединить мощное переменное сопротивление (реостат) и снять вольт-амперную характеристику, определив величину номинального тока. По мере роста нагрузки выходное напряжение постепенно падает. Трансформаторы бывают не только силовыми, но и измерительными. В тех случаях, когда нужно определять значительную величину тока в цепи, используют амперметр. Он включается последовательно, и должен иметь низкое сопротивление в сочетании с большим сечением провода в магнитной отклоняющей системе. Такой прибор был бы слишком массивным и дорогим, поэтому используют однофазные трансформаторы тока, снимающие пропорционально уменьшенные значения, и подающие их на обычные серийные амперметры. Вычислить ампераж несложно, остается лишь применить указанные на корпусе множители. fb.ru Трансформатор - предназначение, устройство, виды
Трансформатор — общие понятияНаверное, один из самых главных элементов электротехники, я считаю, это трансформатор. Сколько разных видов, типов, марок трансформаторов находится в мире электричества! Находясь вблизи подстанции, мы можем видеть огромный силовой трансформатор, работая сварочным аппаратом, должны знать — это тоже трансформатор, заглянув во внутренности телевизора, и там найдем его. Функции трансформатора очень различны, об этом мы поговорим дальше, а сейчас узнаем, что же это такое — трансформатор. Есть такое явление — электромагнитная индукция. Так вот, устройство трансформатора построено на нем. Это аппарат, при помощи которого переменный ток одного напряжения трансформируется в переменный ток другого напряжения. Устройство трансформатораСамый простенький трансформатор представляет собой замкнутый стальной сердечник, собранный из пластин, пропитанных лаком. На сердечнике намотаны две катушки с обмотками из проволоки (обычно медная, тоже покрытая лаком). Катушки различаются тем, что у них разное число витков проволоки. Обмотки обладают маленьким сопротивлением и большой индуктивностью. Какие бывают трансформаторы?Попробую перечислить некоторые виды трансформаторов. Во-первых, измерительные, это трансформатор тока и напряжения. Их задача показывать нам, совместно с приборами вольтметр и амперметр, какая величина тока и напряжения в рабочей электрической цепи. Во-вторых, силовой, трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. «Силовой» — называется потому что он работает с большими мощностями и электротехническими величинами. Есть еще автотрансформатор, честно признаюсь, о нем я знаю мало, знаю лишь, что у него обмотки соединены напрямую и имеют электрическую связь. Есть еще импульсный, разделительный и т.д. Короче, давайте на этом и остановимся. Давайте еще поговорим об основном. Трансформатор бывает повышающий и понижающий. Повышающий — значит повышает напряжение, а понижающий наоборот. Логично? Логично. В первом случае, вторичная обмотка имеет большее число витков, во втором — меньшее. От себя хочу добавить: трансформатор является самым оптимальным аппаратом по преобразованию энергии. Ну вот, в принципе, всё, что сегодня я хотел вам поведать об одной из самых важных тем электротехники — трансформатор. Буду рад вас видеть вновь на моем сайте podvi.ru. Много полезного, связанного с электромонтажными работами и электротехникой вы можете найти на карте сайта. Пишите комментарии, делитесь своим опытом. Если что-то пропустил, добавляйте в комментариях. Всего вам хорошего. podvi.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
