Kā darbojas sprieguma transformators

Sprieguma transformators tiek izmantots, lai pārveidotu viena lieluma maiņspriegumu cita lieluma maiņspriegumā. Sprieguma transformators darbojas, pateicoties elektromagnētiskās indukcijas fenomenam: laikā mainīgā magnētiskā plūsma rada EML spolē (vai spolēs), caur kuru tas iet.

Transformatora primārais tinums ar tā spailēm ir savienots ar maiņstrāvas avotu, un sekundārā tinuma spailēm ir pievienota slodze, kas jāpiegādā ar spriegumu, kas ir zemāks vai lielāks par avota spriegumu, no kura šis transformators tiek pabarots.

Paldies par piedalīšanos kodols (magnētiskā ķēde), transformatora primārā tinuma radītā magnētiskā plūsma nekur nav izkliedēta, bet galvenokārt koncentrējas serdes ierobežotajā tilpumā. Maiņstrāvaiedarbojoties primārajā tinumā, serde tiek magnetizēta vienā vai pretējā virzienā, savukārt magnētiskās plūsmas izmaiņas nenotiek spurtos, bet harmoniski, sinusoidāls (ja mēs runājam par tīkla transformatoru).

Var teikt, ka serdes dzelzs palielina primārā tinuma induktivitāti, tas ir, palielina tā spēju radīt magnētisko plūsmu, kad strāva iet, un uzlabo īpašību novērst strāvas palielināšanos, kad uz tinuma tiek pielikts spriegums. tinuma spailes. Tāpēc tukšgaitā (bezslodzes režīmā) transformators patērē tikai miliampērus, lai gan mainīgais spriegums iedarbojas uz tinumu.

Sekundārais tinums ir transformatora uztveršanas puse. Tas saņem mainīgo magnētisko plūsmu, ko rada strāva primārajā tinumā, un nosūta to caur magnētisko ķēdi caur saviem pagriezieniem. Magnētiskā plūsma, kas mainās ar noteiktu ātrumu, iekļūstot sekundārā tinuma pagriezienos, saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas likumu katrā tā pagriezienā izraisa noteiktu EML. Šie inducētie EML tiek pievienoti katrā pagrieziena līdz pagrieziena laika momentam, veidojot sekundārā tinuma spriegumu (transformatora atvērtās ķēdes spriegumu).

Būs savlaicīgi atzīmēt, ka jo ātrāk mainās magnētiskā plūsma serdenī, jo lielāks spriegums tiek inducēts katrā transformatora sekundārā tinuma pagriezienā. Un tā kā gan primāro, gan sekundāro tinumu caurstrāvo viena un tā pati magnētiskā plūsma (ko rada primārā tinuma maiņstrāva), gan primārā, gan sekundārā tinuma spriegums uz apgriezienu ir vienāds, pamatojoties uz magnētiskās plūsmas lielumu. un tā izmaiņu ātrumu.

Ja rakāties dziļāk, mainīgā magnētiskā plūsma kodolā rada elektrisko lauku telpā ap to, kura intensitāte ir lielāka, jo lielāks ir magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrums un jo lielāka šīs izmaiņas ir magnēta plūsma. Šis virpuļveida elektriskais lauks iedarbojas uz elektroniem, kas atrodas sekundārā tinuma vadītājā, virzot tos noteiktā virzienā, kā dēļ sekundārā tinuma galos ir iespējams izmērīt spriegums.

Ja transformatora sekundārajam tinumam ir pievienota slodze, tad caur to plūdīs strāva, kas nozīmē, ka serdē parādīsies šīs strāvas radītā magnētiskā plūsma sekundārajā tinumā.

Magnētiskā plūsma, ko rada sekundārā tinuma strāva, tas ir, slodzes strāva, tiks virzīta (sal. Lenca likums) pret primārā tinuma magnētisko plūsmu un tādējādi primārajā tinumā izraisīs pretējo EMF, kas novedīs pie strāvas palielināšanās primārajā tinumā un attiecīgi palielinās transformatora patērētā jauda no tīkls.

Primārās, sekundārās magnētiskās plūsmas reversa parādīšanās serdeņa iekšpusē kā pievienotās slodzes ietekme ir līdzvērtīga primārā tinuma induktivitātes samazinājumam. Tāpēc transformators zem slodzes patērē ievērojami vairāk elektroenerģijas nekā tad, kad tas ir dīkstāvē.