transformatoare Step-up și Step-down

până în prezent, am observat simulări ale transformatoarelor în care înfășurările primare și secundare aveau inductanță identică, oferind niveluri de tensiune și curent aproximativ egale în ambele circuite. Egalitatea de tensiune și curent între laturile primare și secundare ale unui transformator, cu toate acestea, nu este norma pentru toate transformatoare.,

Dacă inductanțe de cele două înfășurări nu sunt egale, se întâmplă ceva interesant:

freq v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 9.975E-05 Primary winding freq v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.962E-01 9.962E-04 Secondary winding 

Observați cum tensiunea din secundar este de aproximativ zece ori mai puțin decât tensiune primară (0.9962 de volți față de 10 volți), în timp ce curentul secundar este de aproximativ zece ori mai mare (0.9962 mA comparație cu 0.09975 mA).,

ceea Ce avem aici este un dispozitiv care pașii tensiunea jos cu un factor de zece și de curent cu un factor de zece:

se Transformă raport de 10:1 se obțin 10:1 primar: tensiune secundară și raportul 1:10 principal: secundar raportul actual.

ce sunt transformatoarele Step-up și Step-down?

acesta este un dispozitiv foarte util, într-adevăr. Cu aceasta, putem multiplica sau împărți cu ușurință tensiunea și curentul în circuitele de curent alternativ., Într-adevăr, transformatorul a făcut ca transmisia pe distanțe lungi a energiei electrice să fie o realitate practică, deoarece tensiunea AC poate fi „intensificată” și curentul „coborât” pentru a reduce pierderile de putere ale rezistenței cablurilor de-a lungul liniilor electrice care leagă stațiile de generare cu sarcini.la fiecare capăt (atât generatorul, cât și la sarcini), nivelurile de tensiune sunt reduse de transformatoare pentru o funcționare mai sigură și echipamente mai puțin costisitoare.

un transformator care crește tensiunea de la primar la secundar (mai multe rotații secundare de înfășurare decât virajele primare de înfășurare) se numește transformator step-up.,în schimb, un transformator conceput pentru a face exact opusul se numește transformator pas cu pas.

Să re-examineze o fotografie arătat în secțiunea anterioară:

Transformator secțiune transversală arată primare și secundare înfășurări este de cativa centimetri (aproximativ 10 cm).

acesta este un transformator pas cu pas, după cum reiese din numărul mare de viraje al înfășurării primare și numărul scăzut de viraje al secundarului., Ca o unitate de pas în jos, acest transformator convertește de înaltă tensiune, putere de curent scăzut în joasă tensiune, putere de mare curent.

firul cu ecartament mai mare utilizat în înfășurarea secundară este necesar datorită creșterii curentului. Înfășurarea primară, care nu trebuie să efectueze cât mai mult curent, poate fi făcută din sârmă cu ecartament mai mic.,

reversibilitatea funcționării transformatorului

În cazul în care vă întrebați, Este posibil să operați oricare dintre aceste tipuri de transformatoare înapoi (alimentând înfășurarea secundară cu o sursă de curent alternativ și lăsând puterea de înfășurare primară o sarcină) pentru a îndeplini funcția opusă: un step-up poate funcționa ca un pas în jos și visa-Versa.,

cu toate Acestea, așa cum am văzut în prima secțiune a acestui capitol, funcționarea eficientă a unui transformator necesită ca bobinajului individual inductanțe fi proiectat pentru o funcționare specifice variază de tensiune și curent, așa că, dacă un transformator este de a fi utilizate „înapoi” așa trebuie să fie utilizate în design original parametrii de tensiune și curent pentru fiecare înfășurare, ca nu cumva să se dovedesc a fi ineficiente (sau a nu fi afectate de exces de tensiune sau curent!).,

etichetele pentru construcția transformatoarelor

transformatoarele sunt adesea construite în așa fel încât nu este evident ce fire conduc la înfășurarea primară și care duc la cea secundară. O convenție utilizată în industria energiei electrice pentru a ajuta la atenuarea confuziei este utilizarea denumirilor „H” pentru înfășurarea de tensiune mai mare (înfășurarea primară într-o unitate descendentă; înfășurarea secundară într-o etapă) și a denumirilor „X” pentru înfășurarea de tensiune inferioară.prin urmare, un simplu transformator de putere va avea fire etichetate „H1”, „H2”, „X1” și „X2”., Este de obicei semnificativ pentru numerotarea firelor (H1 versus H2, etc.), pe care o vom explora puțin mai târziu în acest capitol.

o Semnificație Practică de Step-Up și Transformatoare Pas în Jos

faptul că tensiunea și curentul ia „a pășit” în direcții opuse (unul sus, altul jos) are sens atunci când vă reamintim că puterea este egală cu tensiunea ori curentul, și să realizeze că transformatoare nu pot produce energie, numai converti.,orice dispozitiv care ar putea produce mai multă putere decât a luat ar încălca legea conservării energiei în fizică, și anume că energia nu poate fi creată sau distrusă, ci doar convertită. Ca și în cazul primului exemplu de transformator pe care l-am analizat, eficiența transferului de putere este foarte bună de la partea primară la cea secundară a dispozitivului.semnificația practică a acestui fapt devine mai evidentă atunci când se ia în considerare o alternativă: înainte de apariția transformatoarelor eficiente, conversia nivelului de tensiune/curent putea fi realizată numai prin utilizarea seturilor de motoare/generatoare.,

Un desen de un motor/generator set dezvăluie principiul de bază implicate: (Figura de mai jos)

=

Motor generator ilustrează principiul de bază al transformatorului.într-o astfel de mașină, un motor este cuplat mecanic la un generator, generatorul proiectat să producă nivelurile dorite de tensiune și curent la viteza de rotație a motorului.,în timp ce ambele motoare și generatoare sunt dispozitive destul de eficiente, utilizarea ambelor în acest mod compuși ineficiențele lor, astfel încât eficiența globală este în intervalul de 90% sau mai puțin. În plus, deoarece seturile de motoare/generatoare necesită în mod evident piese în mișcare, uzura mecanică și echilibrul sunt factori care influențează atât durata de viață, cât și performanța.

transformatoarele, pe de altă parte, sunt capabile să convertească niveluri de tensiune și curent alternativ la eficiențe foarte mari, fără piese în mișcare, făcând posibilă distribuția și utilizarea pe scară largă a energiei electrice pe care o luăm de la sine.,în mod corect, trebuie remarcat faptul că seturile de motoare/generatoare nu au fost neapărat depășite de transformatoare pentru toate aplicațiile.în timp ce transformatoarele sunt în mod clar superioare față de seturile de motoare/generatoare pentru Conversia tensiunii de curent alternativ și a nivelului de curent, ele nu pot converti o frecvență de curent alternativ în alta sau (singure) pot converti DC în AC sau visa-versa.seturile de motoare / generatoare pot face toate aceste lucruri cu o simplitate relativă, deși cu limitările de eficiență și factorii mecanici deja descriși.,seturile de motoare / generatoare au, de asemenea, proprietatea unică de stocare a energiei cinetice: adică dacă alimentarea cu energie a motorului este întreruptă momentan din orice motiv, momentul său unghiular (inerția acelei mase rotative) va menține rotația generatorului pentru o scurtă durată, izolând astfel orice sarcini alimentate de generator de „glitches” în sistemul principal de alimentare.analiza funcționării transformatorului Step-up și Step-down

privind îndeaproape numerele din analiza SPICE, ar trebui să vedem o corespondență între raportul transformatorului și cele două inductanțe., Observați cum inductorul primar (l1) are de 100 de ori mai multă inductanță decât inductorul secundar (10000 H față de 100 H) și că raportul de tensiune măsurat a fost de 10 la 1.

înfășurarea cu mai multă inductanță va avea o tensiune mai mare și un curent mai mic decât celălalt.deoarece cele două inductoare sunt înfășurate în jurul aceluiași material de bază în transformator (pentru cea mai eficientă cuplare magnetică dintre cele două), parametrii care afectează inductanța pentru cele două bobine sunt egali, cu excepția numărului de rotații din fiecare bobină.,

Dacă ne aruncăm o privire la noastre de inductanță formula, vom vedea că inductanța este proporțională cu pătratul numărului de bobina de ture:

Deci, acesta ar trebui să fie evident că cele două inductoare în ultimele SPICE de transformator de exemplu de circuit cu inductanță raporturi de 100:1—ar fi bobina transforma raporturile de 10:1, pentru că de 10 la patrat este egal cu 100.,acest lucru se dovedește a fi același raport pe care l-am găsit între tensiunile și curenții primari și secundari (10:1), deci putem spune, de regulă, că raportul de transformare a tensiunii și curentului este egal cu raportul de înfășurare între primar și secundar.

transformator pas cu pas: (multe viraje :puține viraje).,

step-up/step-down efectul de bobina transforma raporturi într-un transformator este analog cu dinte de angrenaj raporturi mecanice sisteme de transmisie, transformarea valori ale turației și cuplului în același fel de mult:

Cuplu reductor tren pași de cuplu jos, în timp ce pas cu pas accelera.

transformatoarele Step-up și step-down în scopuri de distribuție a energiei pot fi gigantice proporțional cu transformatoarele de putere prezentate anterior, unele unități stând la fel de înalte ca o casă., Următoarea fotografie prezinta o transformare în picioare aproximativ doisprezece metri înălțime:

transformare.

REVIEW:

  • transformatoare” step up „sau” step down ” tensiune în funcție de raporturile de primar la firul secundar se transformă.

  • un transformator conceput pentru a crește tensiunea de la primar la secundar se numește transformator step-up., Un transformator conceput pentru a reduce tensiunea de la primar la secundar se numește transformator pas cu pas.
  • raportul de transformare al unui transformator va fi egal cu rădăcina pătrată a raportului său de inductanță primară și secundară (l).

foi de lucru similare:

  • foaie de lucru Step-up, Step-down și transformatoare de izolare

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *