En person uten ingeniørutdanning, når han blir spurt om hva et elektrisk nettverk er, vil umiddelbart gi navn flere av dets karakteristiske komponenter, blant annet vil det nesten helt sikkert bli nevnt transformator. Hvis en slik person stadig møter ledninger og stikkontakter hjemme, vet han om transformatoren fra transformatorboden og fra den karakteristiske buzzen som høres bak lukkede dører.
Så hvorfor er denne elektriske nettkomponenten så populær, og hvordan fungerer den? Den andre delen av spørsmålet er langt fra overflødig. transformatoren har ingen intuitive og kjente bevegelige deler.
Grunnleggende fysiske prosesser i en transformator
Et elektrisk nettverk for ethvert formål er basert på bruk av elektrisk energi for å utføre mekanisk arbeid (kraftelektronikk) og overføre informasjon (telekommunikasjon). Denne energien kan eksistere i form av to felt: elektrisk og magnetisk.
Elektriske og magnetiske felt er nært beslektede. Det er kjent at et metall inneholder et stort antall frie elektroner som bestemmer dets høye ledningsevne. Hvis et metallgjenstand holdes gjennom et magnetfelt, beveger elektronene seg med det, noe som betyr forekomsten av en elektrisk strøm. Det er viktig at denne prosessen er reversibel, dvs. en elektrisk strøm skaper et magnetfelt rundt lederen.
La oss forestille oss at det i et bestemt par ledninger 1-2 er en elektrisk strøm I. Så, forutsatt at denne strømmen I er variabel, er det mulig å oppnå utseendet på strøm og / eller spenning i en annen et par ledninger 3 - 4, forutsatt at disse parene samhandler med hverandre gjennom et elektrisk eller magnetisk Enger. Figur 1 viser disse prosessene i skjematisk form.
Dermed blir det mulig å implementere tilkoblingen av to forskjellige strømkretsløp uten deres direkte forbindelse til hverandre.
Det er praktisk å lage de primære (ledere 1 og 2) og sekundære (ledere 3 og 4) i form av viklinger. Da bestemmes forholdet mellom strøm og spenning i primær- og sekundærkretsen helt av antall svinger primære og sekundære viklinger, som igjen betyr muligheten for å lage en strømtransformator (omformer) og Spenning.
I tillegg er transformasjonsprosessen i seg selv organisert gjennom den magnetiske komponenten i det elektromagnetiske feltet.
Øke effektiviteten til transformatoren
I prosessen med å overføre elektromagnetisk energi fra primærviklingen til sekundæren, er bare de kraftlinjene til magnetfeltet som skjærer svingene til sekundærviklingen. Tatt i betraktning denne funksjonen, den såkalte. en kjerne laget av elektrisk stål, som skaper en merkbart lavere motstand mot magnetfeltet sammenlignet med luft.
Som et resultat går kraftlinjene til magnetfeltet skapt av primærviklingen hovedsakelig gjennom kjernen og samhandler med sekundærviklingen, figur 2. Dette forklarer for øvrig kjernens andre navn som en magnetisk krets.
Kjernedesign
De første eksemplene på kjernetransformatorer hadde betydelige tap, som var forårsaket av den såkalte. virvelstrømmer. De oppsto på grunn av det faktum at et vekslende magnetfelt genererer strømmer ikke bare i sekundærviklingen, men også i selve kjernen.
For å undertrykke denne uønskede effekten, er kjernen satt sammen av tynne plater som er isolert langs kontaktplanet. Figur 3 viser skjematisk virvelstrømundertrykkelse i overgangen til et slikt design.
P.S. For å utvide horisonten og mulig videre lesing, anbefaler jeg å lese artikkelen min - https://www.asutpp.ru/transformator-prostymi-slovami.html