Однофазный трансформатор - это электрическое устройство, которое принимает однофазное питание переменного тока и выдает однофазный переменный ток. Он используется при распределении электроэнергии в загородных районах, поскольку общий спрос и связанные с этим затраты ниже, чем у трехфазного распределительного трансформатора. Они используются в качестве понижающего трансформатора для понижения домашнего напряжения до подходящего значения без изменения частоты. По этой причине его обычно используют для power electronic техника в жилых домах. В этой статье обсуждается обзор однофазного трансформатора.

“какая последовательность обозначает порядок цветов радуги? ”

Что такое однофазный трансформатор?

Определение: К трансформатор это устройство, которое преобразует магнитную энергию в электрическую. Он состоит из двух электрических катушек, называемых первичной обмоткой и вторичной обмоткой. Главная обмотка трансформатора получает энергию, а вторичная обмотка выдает энергию. Магнитная железная цепь, называемая «сердечником», обычно используется для намотки этих катушек. Хотя эти две катушки электрически изолированы, они связаны магнитным полем.

Когда электрический ток проходит через первичную обмотку трансформатора, создается магнитное поле, которое индуцирует напряжение на вторичной обмотке трансформатора. В зависимости от типа применения однофазный трансформатор используется для повышения или понижения напряжения на выходе. Этот трансформатор обычно представляет собой силовой трансформатор с высоким КПД и низкими потерями. Схема однофазного трансформатора представлена ниже.

однофазный трансформатор

Принцип однофазного трансформатора

Однофазный трансформатор работает по принципу Закон электромагнитной индукции Фарадея . Как правило, за работу трансформатора в электрическом трансформаторе отвечает взаимная индукция между первичной и вторичной обмотками.

Работа однофазного трансформатора

Трансформатор - это статическое устройство, которое передает электроэнергию из одной цепи в другую цепь той же частоты. Он состоит из первичной и вторичной обмоток. Этот трансформатор работает по принципу взаимной индуктивности.

Когда первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного тока, ток течет в катушке и нарастает магнитное поле. Это состояние известно как взаимная индуктивность, и протекание тока соответствует закону электромагнитной индукции Фарадея. Когда ток увеличивается от нуля до максимального значения, магнитное поле усиливается и определяется выражением dɸ / dt.

Этот электромагнит образует магнитные силовые линии и расширяется наружу от катушки, образуя путь магнитного потока. Витки обеих обмоток связаны этим магнитным потоком. Сила магнитного поля, создаваемого в сердечнике, зависит от количества витков в обмотке и силы тока. Магнитный поток и ток прямо пропорциональны друг другу.

работа однофазного трансформатора

Источник: Викимедиа

Когда магнитные линии потока проходят вокруг сердечника, он проходит через вторичную обмотку, вызывая на ней напряжение. Закон Фарадея используется для определения напряжения, индуцированного на вторичной катушке, и определяется как:

N. dɸ / dt

куда,

«N» - количество витков катушки

Частота в первичной и вторичной обмотках одинакова.

Таким образом, мы можем сказать, что индуцированное напряжение одинаково в обеих обмотках, поскольку один и тот же магнитный поток связывает обе катушки вместе. Кроме того, полное индуцированное напряжение прямо пропорционально количеству витков в катушке.

Предположим, что первичная и вторичная обмотки трансформатора имеют по одному витку. Предполагая отсутствие потерь, ток протекает через катушку, создавая магнитный поток и индуцируя напряжение в один вольт на вторичной обмотке.

Из-за источника переменного тока магнитный поток изменяется синусоидально и определяется выражением

ɸ = ɸ_{Максимум}Без ωt

Связь между наведенной ЭДС E в обмотках катушки на N витков определяется выражением

E = N (d∅) / dt

E = N * ω * ɸ_{Максимум}cosωtφ

Emax = Nωɸ_{Максимум}

Erms = Nω / √2 * ɸ_{Максимум}= 2π / √2 * f * N * ɸ_{Максимум}

Erms = 4,44 фНɸ_{Максимум}

Где,

«F» - частота в герцах, определяемая как ω / 2π.

«N» - количество витков катушки.

‘ɸ’ - степень подвижности в Webers

Приведенное выше уравнение является уравнением ЭДС трансформатора. Для ЭДС первичной обмотки трансформатора E, N будет числом витков первичной обмотки (NP), в то время как для ЭДС E вторичной обмотки трансформатора число витков N будет (NS).

Строительство однофазного трансформатора

В простом однофазном трансформаторе каждая обмотка цилиндрически намотана на пластину из мягкого железа отдельно для обеспечения необходимой магнитной цепи, которую обычно называют «сердечником трансформатора». Он предлагает путь, по которому поток магнитного поля индуцирует напряжение между двумя обмотками.

Как видно на рисунке выше, две обмотки расположены недостаточно близко, чтобы обеспечить эффективную магнитную связь. Таким образом, схождение и увеличение магнитной цепи рядом с катушками может улучшить магнитную связь между первичной и вторичной обмотками. Должны использоваться тонкие стальные листы для предотвращения потерь мощности из сердечника.

Конструкция трансформатора делится на два типа в зависимости от того, как обмотки намотаны вокруг центрального стального многослойного сердечника.

Трансформатор сердечника

В конструкции такого типа только половина обмоток намотана цилиндрически вокруг каждой ветви трансформатора для усиления магнитной связи, как показано на рисунке ниже. Такая конструкция обеспечивает одновременное прохождение магнитных силовых линий через обе обмотки. Основным недостатком трансформатора с сердечником является поток утечки, который возникает из-за протекания небольшой части магнитных силовых линий за пределы сердечника.

трансформатор сердечника

Трансформатор типа оболочки

В этом типе конструкции трансформатора первичная и вторичная обмотки расположены цилиндрически на центральном плече, в результате чего площадь поперечного сечения в два раза больше, чем у внешних. В этом типе конструкции есть два замкнутых магнитных пути, и через внешний край протекает магнитный поток / 2. Трансформатор корпусного типа преодолевает поток утечки, снижает потери в сердечнике и увеличивает КПД.

однофазный трансформаторный корпус

Приложения

Ниже указаны области применения однофазного трансформатора.

Снижение сигналов на большие расстояния для поддержки как бытовых, так и коммерческих электронных устройств
В телевизорах для регулирования напряжения
Для увеличения мощности домашних инверторов
Для электроснабжения загородных территорий
Чтобы изолировать две цепи электрически, первичная и вторичная расположены далеко друг от друга.

FAQs

1). Что значит однофазный?

Однофазная система или цепь, которая генерирует или использует одно переменное напряжение.

2). В домах используется однофазное питание?

“названия и изображения электронных компонентов ”

Обычно дома питаются от однофазной сети.

3). На каких принципах работает однофазный трансформатор?

Закон Фарадея электромагнитной индукции и взаимной индукции

4). Что такое «коэффициент трансформации» трансформатора?

NP / NS = VP / VS = n = коэффициент трансформации

5). Дайте два варианта использования однофазного трансформатора

В телевизорах для регулирования напряжения
Для увеличения мощности домашних инверторов

Таким образом, однофазный трансформатор подходит для более легких электрических устройств. Это менее дорого и предпочтительнее поставлять электроэнергию в загородные районы. В этой статье подчеркивается принцип работы трансформатора , конструкция и применение однофазного трансформатора. Читатель может подробно узнать об однофазном трансформаторе из этой статьи.