El voltatge de 220 volts a la xarxa elèctrica, tal com entra al pis, no és adequat per al funcionament de la majoria dels dispositius electrònics. Per portar-lo a un tipus convenient per alimentar electrodomèstics, calen convertidors especials, anomenats transformadors. Amb la seva ajuda, és possible reduir el valor de la tensió d’alimentació al valor desitjat i després rectificar-lo.
Informació general sobre transformadors
Com a convertidors, aquests dispositius s’utilitzen tradicionalment per portar la potència transmesa a través de línies d’alta tensió a una forma acceptable. Per a la "transferència" a distàncies enormes, només són adequades tensions ultra altes, a les quals el corrent pot ser d'una magnitud acceptable.
Si intenteu transmetre energia durant almenys cent quilòmetres en forma de voltatge habitual de 380 volts, caldrà un corrent de milions d’amperis per subministrar l’energia necessària al consumidor.
Per dissipar-lo, necessiteu un cable sobre el gruix d’un cos humà, que és impossible d’aplicar a la pràctica. Per tant, al costat que genera electricitat, amb l’ajut d’un altre transformador (incrementat), el seu valor s’eleva a 110 kV. En aquesta forma, és impossible utilitzar la distribució d'electricitat per a edificis residencials i instal·lacions de producció. Per tant, després del lliurament mitjançant explosius a les estacions de distribució, es redueixen 110 kV a 10 (6) kV.
A partir d’aquí es dirigeixen a les subestacions de transformadors regionals, on al transformador local de baixada adquireixen la seva forma final de 380 (220) volts. Amb aquests valors potencials, l'energia es pot transportar fàcilment a través d'un cable subterrani o un cable aïllat autoportant aïllat al consumidor final. Per tant, un transformador monofàsic té un paper important en la vida humana.
Finalitat i dispositiu
Un coneixement del disseny del transformador, que consta dels següents elements principals, ajudarà a tenir una idea més completa:
- nucli ferromagnètic;
- bobina primària i secundària situada sobre un marc aïllat;
- funda protectora (aquest element no està disponible en alguns models).
En algunes mostres, s’utilitzen acers elèctrics o permaliats en lloc de fer imants. L’elecció d’un tipus específic de material bàsic depèn de l’àrea d’ús del producte.
Principi de funcionament
El principi de funcionament d’un transformador monofàsic es basa en la llei, segons la qual un camp alternat d’e / m que actua en bucle indueix un CEM en un conductor proper. El fenomen s’anomena llei de la inducció electromagnètica de Faraday, que va ser el primer a descobrir aquest interessant efecte. Per demostrar-ho, el científic va desenvolupar tota una teoria, que va constituir la base per al funcionament de la majoria de dispositius i conjunts elèctrics moderns.
Les seves principals disposicions:
- quan el corrent travessa un bucle de filferro, es forma un flux magnètic al seu voltant, capturant tots els mateixos bucles situats a prop;
- sota la influència d’aquest flux, s’hi indueix una CEM, que en forma de canvis coincideix amb el camp original;
- en presència d’un ferromagnet, s’efectua aquest efecte.
Tots aquests principis són la base per al funcionament d’un producte modern de transformació. Quan es connecta al bobinatge secundari de la càrrega, el circuit de treball es tanca i l'energia es transfereix al consumidor gairebé sense pèrdues.
Modes de funcionament
- l'anomenat "oci";
- mode de càrrega.
Quan està inactiu, el dispositiu funciona sense càrrega i consumeix un mínim de potència dissipada només al bobinatge primari. El corrent en ell també és mínim i normalment no supera el 3-10% del valor observat amb la càrrega connectada. En el segon cas, comença a fluir un corrent en els girs del bobinatge secundari, el valor del qual és inversament proporcional al nombre de girs de la bobina.
En un transformador reductor, el voltatge és més baix i el corrent més alt. En aquest mode, la potència es transfereix a la càrrega tenint en compte la dissipació de calor al nucli del transformador.
Configuració principal
Quan es consideren els paràmetres dels convertidors de tensió i corrent, és important tenir en compte la relació de transformació k, definida com I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Aquí w2 i w1 són el nombre de voltes dels bobinatges secundari i primari, respectivament. A més, es tenen en compte característiques com la mida de la finestra central on es troben les bobines.
Un altre paràmetre que caracteritza les propietats de transferència de tensió d’un transformador monofàsic de dos bobinats és la mateixa relació de transformació k, el valor del qual per a un dispositiu de descens és inferior a 1. I viceversa, si k> 1, aquest producte és un transformador intensiu. En absència de pèrdues en els cables dels bobinats i dissipació del flux, és molt fàcil calcular aquest indicador. Per a això, és més convenient utilitzar un algorisme de càlcul simple: k = U2 / U1. Si hi ha diversos bobinatges secundaris, s'ha de determinar el paràmetre especificat per a cadascun d'ells per separat.
Tipus de transformadors i la seva aplicació
Segons les característiques de disseny del nucli, les mostres conegudes de transformadors monofàsics es divideixen en varetes, anells i productes blindats. Segons la forma del circuit magnètic utilitzat en ells, poden ser:
- En forma d’W;
- Toroidal;
- En forma d’U.
Cadascun d'aquests formularis és adequat per a finalitats específiques relacionades amb la necessitat d'obtenir les característiques de transferència especificades.
Segons el valor del màxim acoblament magnètic assolible (MC), els transformadors es divideixen en productes amb interaccions fortes, mitjanes i dèbils. Aquestes característiques depenen en gran mesura del disseny del producte i del tipus de nucli.
Es necessita un transformador monofàsic en aquelles zones on és necessari unir dos circuits de potència amb un aïllament elèctric de cadascun d’ells.
Funcionament dels productes
Quan s’utilitzen dispositius de conversió monofàsics, es presta especial atenció a la seva manipulació segura, que s’explica per l’alta tensió present en els bobinatges primaris. També és important tenir en compte els punts següents sobre les regles per instal·lar i incloure transformadors en circuits elèctrics:
- per tal d’evitar la fallada dels bobinatges (esgotament), els circuits secundaris s’han de protegir de curtcircuits;
- és important controlar les condicions tèrmiques del nucli i dels bobinats i, si cal, proporcionar-ne el refredament.
La cura d’un transformador monofàsic es redueix als procediments estàndard, que preveuen les disposicions de la normativa vigent.
