Transformační poměr: co to je, definice, vzorec
Transformátor je zařízení schopné měnit provozní hodnoty proudu. Může však pracovat pouze v určitých mezích. Tento rozsah je popsán transformačním poměrem.
Koncept transformačního poměru
Ačkoli se transformátor nazývá měnič, ve skutečnosti je netransformuje jednu vlastnost na jinouInstalace mění hodnotu libovolného parametru obvodu ve směru zvýšení nebo snížení. Taková transformace ovlivňuje i ostatní aktuální ukazatele, ale ve srovnání s „hlavním“ zůstávají druhořadé.
V každodenním životě jsou taková zařízení velmi běžná. Například nabijte baterii telefonur, je potřeba zdroj napájení 6V. Napětí v zásuvce však dosahuje 220 jednotek. Abyste telefon nespálili, musíte nějakým způsobem snížit napětí 36,7krát. To dělá „nabíječka“ – měnič, který napětí snižuje.
Transformační poměr transformátoru je hodnota, která popisuje měřítko nebo převodní výkon zařízení ve vztahu k nějakému parametru elektrického obvodu: napětí, proud, odpor. V daném příkladu je „nabíjecí“ transformační poměr 36,7.
Jak definovat parametr
Pro výpočet převodního poměru musíte pochopit, jak transformátor funguje. Jádro funguje jako střed zařízení vyrobeno ze speciální slitiny a 2 cívkyCívka je vinutí z elektricky izolačního drátu. Rozlišuje se mezi primární a sekundární cívkou.Primární vinutí je připojeno ke zdroji napájení a sekundární vinutí k zátěži, přičemž může být několik spotřebičů. Obě vinutí jsou instalována na jádře.
Plná otáčka drátu se nazývá otáčka. Počet otáček se u různých zařízení liší. Jejich počet se vypočítává vzhledem k napětí. Například pokud je k transformátoru připojeno několik spotřebičů, počet sekundárních vinutí musí odpovídat počtu zátěží.
Na základě znalosti počtu závitů na primárním a sekundárním vinutí lze určit transformační poměr. vzorec jsou následující:
- k=N1/N2Kde k – koeficient získaný vydělením počtu závitů primárního vinutí počtem závitů sekundárního vinutí;
- další možností výpočtu je k=U1/U2, kde se koeficient vypočítá vydělením elektromotorické síly primárního vinutí elektromotorickou sílou sekundární cívky.
Hlas stavebního gurua
Zeptejte se
Vzorec transformátoru je naprosto správný pouze pro klidový režim. Ve skutečnosti proud, když protéká vinutími, vytváří odpor proti úbytku napětí. Tato hodnota by měla být odečtena od elektromotorické síly nezatíženého transformátoru. Výsledkem je, že čím vyšší je zatížení, tím nižší je převodní faktor.
Typy transformátorů a koeficienty
Koeficient je konstantní hodnota, protože nezávisí na povaze přenášeného proudu, ale na konstrukci instalace. Pro různé parametry se však hodnota vypočítává pomocí různých vzorců.
Rozlišovat 3 kategorie vybavení:
- měnič napětí;
- proudový transformátor;
- měnič odporu.
Před výpočtem napětí na cívkách se napětí měří při volnoběžných otáčkách – bez připojení zátěže. Indikátory jsou obvykle uvedeny v pasu transformátoru nebo v tabulkách referenční knihy.
Transformátor napětí
Jmenovitý proudový měnič je zapojen sériově se zátěžíTo znamená, že proud v primárním vinutí bude roven proudu zátěže. Na sekundární cívce se objeví napětí úměrné škálovacímu faktoru. Zde se indikátor vypočítává s ohledem na proud naprázdno – je způsoben magnetizací.
Proudové transformátory používá se při měření vysokých proudů, které je nebezpečné přímo vyhodnocovat. Rozlišují se podle následujících parametrů:
- podle funkcí – měřicí, ochranné, mezilehlé;
- konstrukčně – jedno- a víceotáčkové;
- podle způsobu instalace – přenosné, povrchové, vestavné;
- podle typu izolace – suchá, plněná plynem, s kompozitní výplní;
- napětím – od 0,66 do 1150 kV;
- normálním primárním a sekundárním proudem;
- podle přípustné hodnoty zatížení – od 1 do 120 W.
Převodní faktor proudu obvykle není v charakteristikách specifikován. Dá se však snadno vypočítat, pokud známe hodnoty proudu na primární a sekundární cívce.
Proudový transformátor nelze připojit bez zátěže.
Napěťový transformátor
V každodenním životě je to nejznámější možnost. Zapojeno paralelně k zátěžiV nejjednodušším případě se zde převodní faktor rovná výsledku dělení počtu závitů primárního vinutí počtem závitů sekundárního vinutí. Snižující verze bude mít tedy větší počet závitů na prvním vinutí. Tato verze se nazývá výkonová verze. Naopak zvyšující verze bude mít větší počet závitů na primárním vinutí než na sekundárním vinutí.
Jakýkoli měnič napětí je reverzibilní. Pokud na sekundární vinutí přivedete střídavé napětí, získá se na výstupu primárního vinutí také se stejným transformačním poměrem.
Odporový transformátor
Převodník se často nazývá přizpůsobovací převodník. kompenzuje rozdíl v odporu mezi zdrojem a zátěží pro přesný přenos signáluPoužívá se v kaskádových elektronických obvodech. V takových obvodech jsou indikátory napětí a proudu méně důležité a důležitá je koordinace provozu kaskád s různými odpory.
Koeficient se vypočítá podle podobného vzorce, tj. podle počtu závitů na cívkách, ale korelace je zde kvadratická – k=√Ri/Rn, kde:
- K – transformační poměr;
- Ri – odpor zdroje;
- Rn – odpor připojeného zařízení.
Takové měniče jsou žádané například v audio zesilovačích, kde je zatěžovací odpor samotného zesilovače vyšší než u nízkoimpedančních reproduktorů. Další možností jsou vysokofrekvenční zařízení. Svářečky jsou většinou odporové transformátory, nikoli napěťové.
Autotransformátor
Autotransformátor – definice měnič napětíMá pouze jedno vinutí, ale nejméně 3 svorky. Vstupní napětí je připojeno k jednomu páru svorek a výstupní napětí je odebíráno z volného páru. Zařízení může být také snižující nebo zvyšující.
