Qual è il componente di base in DC o Alimentatori AC ? Ovviamente è il trasformatore elettrico. Ti sei mai chiesto come funzionano i trasformatori? Se questa domanda ti viene in mente spesso, sei decisamente nel posto giusto.
Ma prima di iniziare, lasciatemi fare una breve descrizione dei trasformatori e dei diversi tipi
Cos'è un trasformatore elettrico?
Un trasformatore elettrico
Un trasformatore elettrico è un dispositivo statico che viene utilizzato per la trasformazione del segnale elettrico CA in un circuito al segnale elettrico della stessa frequenza in un altro circuito con una piccola perdita di potenza. La tensione in un circuito può essere aumentata o diminuita, ma con un aumento o una diminuzione proporzionale della corrente nominale.
Diversi tipi di trasformatori
Diversi tipi di trasformatori possono essere classificati in base a diversi criteri come funzione, nucleo, ecc.
Classificazione in base alla funzione :
Trasformatore Step-Up
Step Up Transformer
Un trasformatore elevatore è quello in cui la tensione primaria della bobina è inferiore alla tensione secondaria. È possibile utilizzare un trasformatore step-up per aumentare la tensione nel circuito. È usato in sistemi di trasmissione CA flessibili o FATTI di SVC .
Trasformatore step-down
Trasformatore step down
Un trasformatore step-down viene utilizzato per ridurre la tensione. Il tipo
di trasformatore in cui la tensione primaria della bobina è maggiore della tensione secondaria è definito trasformatore step-down. La maggior parte degli alimentatori utilizza un trasformatore step-down per ridurre la pericolosa alta tensione a una bassa tensione più sicura.
Il rapporto del numero di spire su ciascuna bobina, chiamato rapporto di spire, determina il rapporto tra le tensioni. Un trasformatore step-down ha un numero elevato di spire sulla sua bobina primaria (ingresso) che è collegata all'alimentazione di rete ad alta tensione e un piccolo numero di spire sulla sua bobina secondaria (uscita) per fornire una bassa tensione di uscita.
RAPPORTO GIRI = (Vp / Vs) = (Np / Ns) Dove, Vp = tensione primaria (ingresso) Vs = tensione secondaria (uscita) Np = numero spire bobina primaria Ns = numero spire bobina secondaria Ip = primaria ( corrente di ingresso) Is = corrente secondaria (uscita).
Classificazione secondo core
1. Tipo di nucleo 2. Tipo di shell
Trasformatore di tipo core
In questo tipo di trasformatore, gli avvolgimenti sono dati alla parte considerevole del circuito nel tipo di nucleo del trasformatore. Le bobine utilizzate sono di tipo avvolto in forma e cilindriche sul tipo a nucleo. Ha un unico circuito magnetico.
Trasformatore di tipo core
Nel trasformatore di tipo core, le bobine sono avvolte in strati elicoidali con diversi strati isolati l'uno dall'altro da materiali come la mica. Il nucleo ha due arti rettangolari e le bobine sono posizionate su entrambi gli arti nel tipo di nucleo.
Trasformatore di tipo shell
I trasformatori a guscio sono il tipo di trasformatore più popolare ed efficiente. Il trasformatore di tipo shell ha un doppio circuito magnetico. Il nucleo ha tre arti ed entrambi gli avvolgimenti sono posti sugli arti centrali. Il nucleo circonda la maggior parte delle parti dell'avvolgimento. Generalmente vengono utilizzati dischi multistrato e bobine sandwich nel tipo a guscio.
Trasformatore a conchiglia
Ciascuna bobina ad alta tensione si trova tra due bobine a bassa tensione e le bobine a bassa tensione sono le più vicine alla parte superiore e inferiore dei gioghi. La costruzione del tipo a guscio è principalmente preferita per il funzionamento ad altissima tensione del trasformatore.
Il raffreddamento naturale non esiste nel trasformatore a guscio poiché l'avvolgimento nel tipo a guscio è circondato dal nucleo stesso. È necessario rimuovere un gran numero di avvolgimenti per una migliore manutenzione.
Altri tipi di trasformatori
I tipi di trasformatori differiscono nel modo in cui le bobine primarie e secondarie sono fornite attorno al nucleo in acciaio laminato del trasformatore:
• In base all'avvolgimento, il trasformatore può essere di tre tipi
1. Trasformatore a due avvolgimenti (tipo normale) 2. Avvolgimento singolo (tipo automatico) 3. Tre avvolgimenti (trasformatore di potenza)
• In base alla disposizione delle bobine i trasformatori sono classificati come:
1. Tipo cilindrico 2. Tipo a disco
• Secondo l'uso
1. Trasformatore di potenza 2. Trasformatore di distribuzione 3. Trasformatore dello strumento
Il trasformatore di strumenti può essere suddiviso in due tipologie:
a) Trasformatore di corrente b) Trasformatore di potenziale
• A seconda del tipo di raffreddamento il trasformatore può essere di due tipi
1. Raffreddamento naturale 2. Raffreddamento naturale a bagno d'olio 3. Raffreddamento naturale a bagno d'olio con circolazione d'olio forzata
Funzionamento del trasformatore
Spostiamo ora la nostra attenzione sul nostro requisito fondamentale: come funzionano i trasformatori? Il funzionamento del trasformatore lavora principalmente sul principio della mutua induttanza tra due circuiti collegati da un flusso magnetico comune. Un trasformatore è fondamentalmente utilizzato per la trasformazione di energia elettrica .
Funzionamento del trasformatore
I trasformatori sono costituiti da tipi di bobine conduttive come avvolgimento primario e avvolgimento secondario.
La bobina di ingresso è chiamata avvolgimento primario e la bobina di uscita è chiamata avvolgimento secondario del trasformatore.
Non vi è alcun collegamento elettrico tra le due bobine che invece sono legate da un campo magnetico alternato creato nel nucleo di ferro dolce del trasformatore. Le due linee al centro del simbolo del circuito rappresentano il nucleo. I trasformatori sprecano pochissima energia, quindi la potenza in uscita è quasi uguale alla potenza in ingresso.
La bobina primaria e la bobina secondaria possiedono elevate induttanze reciproche. Se una delle bobine è collegata alla sorgente di tensione alternata, nel nucleo laminato verrà creato un flusso alternato.
Questo flusso si collega con l'altra bobina e viene indotta una forza elettromagnetica, secondo la legge dell'induttanza elettromagnetica di Faraday.
e = M di / dt Dove e è indotto EMF M è induttanza reciproca
Se la seconda bobina è chiusa, la corrente nella bobina viene trasferita dalla bobina primaria del trasformatore alla bobina secondaria.
Equazione di potenza ideale del trasformatore
Mentre ci concentriamo sulla nostra domanda su come funzionano i trasformatori, la base che dobbiamo sapere è l'equazione di potenza ideale del trasformatore.
Equazione di potenza ideale del trasformatore
Se la bobina secondaria è collegata a un carico che consente alla corrente di fluire nel circuito, l'energia elettrica viene trasmessa dal circuito primario al circuito secondario.
Idealmente, il trasformatore è perfettamente efficiente tutta l'energia in ingresso viene trasformata dal circuito primario al campo magnetico e nel circuito secondario. Se questa condizione è soddisfatta, la potenza elettrica in entrata deve essere uguale alla potenza in uscita:
Fornire l'equazione del trasformatore ideale
I trasformatori normalmente hanno un'efficienza elevata, quindi questa formula è un'approssimazione ragionevole.
Se la tensione viene aumentata, la corrente viene ridotta dello stesso fattore. L'impedenza in un circuito viene trasformata dal quadrato del rapporto di rotazione.
Ad esempio, se l'impedenza CON Sè collegato attraverso i terminali della bobina secondaria, sembra che il circuito primario abbia un'impedenza di ( N p/ N S)Due CON S. Questa relazione è reciproca, quindi l'impedenza CON pdel circuito primario sembra che il secondario sia ( N S/ N p)2Zp.
Ci auguriamo che questo articolo sia stato breve ma con informazioni precise su come funzionano i trasformatori. Ecco una domanda semplice ma importante per i lettori: come viene selezionato un trasformatore per la progettazione di un alimentatore.
Si prega di fornire le risposte nella sezione commenti qui sotto.
Crediti fotografici:
Un trasformatore elettrico vicino wikimedia
Aumenta il trasformatore imimg
Scendi dal trasformatore mpja
Core Type Transformer di informazioni elettriche
Trasformatore di tipo shell di informazioni elettriche
Funzionamento del trasformatore di criptato
