Co je to transformátor: zařízení, princip činnosti, obvod a účel

Možná si někdo myslí, že transformátor je něco mezi transformátorem a terminátorem. Cílem tohoto článku je zničit takové myšlenky.

Denní zpravodaj s užitečnými informacemi pro studenty všech směrů – na našem telegramovém kanálu.

Transformátor je statické elektromagnetické zařízení určené k přeměně střídavého elektrického proudu jednoho napětí a určité frekvence na elektrický proud jiného napětí a stejné frekvence.

Práce jakéhokoli transformátoru je založena na fenoménu elektromagnetické indukce objeveném Faradayem.

Obsah

  1. Účel transformátorů
  2. Princip činnosti transformátoru
  3. Ideální transformátor
  4. Energetické ztráty v transformátoru

Účel transformátorů

Různé typy transformátorů se používají téměř ve všech napájecích obvodech elektrických spotřebičů a při přenosu elektřiny na velké vzdálenosti.

Elektrárny generují proud relativně nízkého napětí – 220, 380, 660B. Transformátory, zvyšující napětí na hodnoty objednávky tisíc kilovoltů, může výrazně snížit ztráty při přenosu elektrické energie na dlouhé vzdálenosti a zároveň snížit plochu průřezu elektrických přenosových vedení.

obří transformátor

Těsně před tím, než se dostane ke spotřebiteli (například do běžné domácí zásuvky), proud prochází redukčním transformátorem. Takto získáme naše obvyklé 220 Volt.

Nejběžnějším typem transformátoru je výkonové transformátory. Jsou určeny k převodu napětí v elektrických obvodech. Kromě výkonových transformátorů používají různá elektronická zařízení:

  • pulzní transformátory;
  • výkonové transformátory;
  • proudové transformátory.

Princip činnosti transformátoru

Transformátory jsou jednofázové a vícefázové, s jedním, dvěma nebo více vinutími. Zvažte schéma a princip činnosti transformátoru na příkladu nejjednoduššího jednofázového transformátoru.

Mimochodem, v dalších článcích si můžete přečíst, co je fáze a nula v elektřině.

Z čeho je vyroben transformátor? V nejjednodušším případě z jednoho kovu jádro a dva vinutí. Vinutí nejsou navzájem elektricky spojena a jsou to izolované vodiče.

Jedno vinutí (tzv primární) je připojen ke zdroji střídavého proudu. Druhé vinutí se nazývá sekundární, je připojen ke konečnému spotřebiteli proudu.

Princip transformátorového zařízení

Když je transformátor připojen ke zdroji střídavého proudu, v závitech jeho primárního vinutí protéká střídavý proud. I1. To vytváří magnetický tok Ф, který prostupuje oběma vinutími a vyvolává v nich emf.

Stává se, že sekundární vinutí není zatíženo. Tento režim provozu transformátoru se nazývá klidový režim. Pokud je tedy sekundární vinutí připojeno k libovolnému spotřebiči, protéká jím proud I2, vznikající pod vlivem EMF.

ČTĚTE VÍCE
Jakou pilu vybrat, elektrickou nebo benzínovou?

Velikost EMF, která se vyskytuje ve vinutích, přímo závisí na počtu závitů každého vinutí. Poměr EMF indukovaného v primárním a sekundárním vinutí se nazývá transformační poměr a je roven poměru počtu závitů příslušných vinutí.

Volbou počtu závitů na vinutí je možné zvýšit nebo snížit napětí na proudovém spotřebiči ze sekundárního vinutí.

Ideální transformátor

Ideální transformátor je takový transformátor, ve kterém nedochází ke ztrátám energie. V takovém transformátoru se proudová energie v primárním vinutí zcela přemění nejprve na energii magnetického pole a poté na energii sekundárního vinutí.

Takový transformátor samozřejmě v přírodě neexistuje. V případě, kdy lze tepelné ztráty zanedbat, je vhodné při výpočtech použít vzorec pro ideální transformátor, podle kterého jsou proudové výkony v primárním a sekundárním vinutí stejné.

Mimochodem! Pro naše čtenáře je nyní sleva 10 %. jakýkoli druh práce

Energetické ztráty v transformátoru

Účinnost transformátorů je poměrně vysoká. Ve vinutí a jádře však dochází ke ztrátám energie, což způsobuje nárůst teploty během provozu transformátoru. U transformátorů malého výkonu to není problém a veškeré teplo jde do okolí – využívá se přirozené chlazení vzduchem. Takové transformátory se nazývají suché.

U výkonnějších transformátorů nestačí chlazení vzduchem a používá se chlazení olejem. Transformátor je v tomto případě umístěn v nádrži na minerální olej, kterou je teplo předáváno stěnám nádrže a odváděno do okolí. U vysokovýkonných transformátorů se navíc používají výfukové potrubí – pokud se olej vaří, výsledné plyny potřebují výstup.

Transformátory samozřejmě nejsou tak jednoduché, jak by se na první pohled mohlo zdát – ostatně princip transformátoru jsme si krátce zopakovali. Elektrotechnický test s úlohami na výpočet transformátoru se rázem může stát skutečným problémem. Speciální studentská služba je vždy připravena pomoci při řešení jakýchkoli problémů s vaším studiem! Kontaktujte Zaochnika a učte se snadno!