Transformatory
Definicja i symbol transformatora Transformator jest urządzeniem, w którym następuje przekazywanie energii z jednego obwodu (zwanym strona pierwotna) do drugiego obwodu (zwanym strona wtórna) za pośrednictwem pola magnetycznego. Często stosuje się nazwę trafo.
Zasada działania Jedno z uzwojeń (zwane pierwotnym) podłączone jest do źródła prądu przemiennego. Powoduje to przepływ w nim prądu przemiennego. Przemienny prąd wywołuje powstanie zmiennego pola magnetycznego. Zmienny strumień pola magnetycznego, przewodzony przez rdzeń transformatora, przepływa przez pozostałe cewki (zwane wtórnymi). Jeżeli pominie się opór uzwojeń i przyjmie się, że cały strumień magnetyczny wytworzony w uzwojeniu pierwotnym przenika przez rdzeń do uzwojenia wtórnego (nie ma strat pola magnetycznego na promieniowanie), to taki transformator nazywamy idealnym.
Podział ze względu na przekładnię Transformatory podwyższające napięcie, Transformatory obniżające napięcie, Transformatory separujące ( posiadające to samo napięcie na wejściu i wyjściu) Symbol transformatora z rdzeniem ferromagnetycznym
Cechy transformatora Uzwojenia transformatora nie są połączone galwanicznie, Nie przenosi napięcia stałego, Nie zmienia częstotliwości,
Elementy składowe transformatora Uzwojenia pierwotne i wtórne
Elementy składowe transformatora Karkas – na tym elemencie nawija się uzwojenia oraz wsuwa rdzeń.
Elementy składowe transformatora Rdzeń zbudowany z materiału ferromagnetycznego, który doskonale przenosi strumień magnetyczny.
Elementy składowe transformatora
Elementy składowe transformatora
Transformator z rdzeniem toroidalnym
Transformator sieciowy
Zasada zachowania energii Moc prądu w obwodzie wtórnym P2 nie może być większa, a w idealnym przypadku (brak strat energii) równa mocy prądu w obwodzie pierwotnym P1, czyli: Ile razy zwiększy się napięcie w obwodzie wtórnym w porównaniu z napięciem w obwodzie pierwotnym, tyle samo razy zmniejszy się w tym obwodzie natężenie prądu.
Parametry transformatora Przekładnia – określa zdolność do zmiany napięcia z1 – liczba zwojów strony pierwotnej z2 – liczba zwojów strony wtórnej U1, I1 – napięcie i prąd strony pierwotnej U2, I2 – napięcie i prąd strony wtórnej 2. Znamionowe napięcie strony wtórnej U2 3. Znamionowe napięcie strony pierwotnej U1
Autotransformator Jest to specjalny transformator, w którym jest tylko jedno uzwojenie spełniające jednocześnie rolę pierwotnego i wtórnego. Autotransformator umożliwia regulację napięcia wyjściowego. Autotransformator nie wprowadza izolacji galwanicznej.
Autotransformator Tabliczka znamionowa podaje Imax, częstotliwość, napięcie wejściowe i wyjściowe oraz moc pozorną. Moc pozorna P określa maksymalna wartość mocy jaka nie spowoduje nadmiernego wydzielania ciepła.
Zadanie 1 Ile zwojów musi mieć uzwojenie wtórne transformatora, by przy napięciu 220 V i 1000 zwojów w uzwojeniu pierwotnym, napięcie wyjściowe było równe 44 V?
Zadanie 2 Wyznacz moc pozorną w transformatorze o parametrach strony pierwotnej U1=230V, I1=0,5A. Napięcie strony wtórnej wynosi U2=24V. Określ maksymalną wartość prądu strony wtórnej.
Zadanie 3 Na rdzeń transformatora nawinięto uzwojenie z drutu o oporności 1Ω. W uzwojeniu płynie prąd o natężeniu 1A. Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego wynosi 50. Jaką ilość zwojów musi być w uzwojeniu wtórnym by natężenie wyjściowe równe było 2A?
Zadanie 4 Stosunek ilości zwojów transformatora wynosi 20/160. Podać czy jest to transformator zmniejszający czy zwiększający napięcie wyjściowe. Podać wielokrotność zmiany napięcia wyjściowego w stosunku do wejściowego. Jaka będzie wartość napięcia wyjścia gdy na wejściu podłączymy 224 V.