Jaký je rozdíl mezi transformátorem a autotransformátorem?
Definice
Transformátor je elektromagnetické zařízení, které přenáší energii přes magnetické pole. Skládá se ze dvou nebo více vinutí (někdy nazývaných cívky) na ocelové, železné nebo feritové jádro, v závislosti na počtu fází, vstupním a výstupním napětí. Jeho hlavní rys je, že primární obvod a sekundární nejsou elektricky spojeny, to znamená, že vinutí nemají elektrické kontakty. Tomu se říká galvanická izolace. A takové spojení cívek se nazývá induktivní.
Níže vidíte podmíněné grafické označení transformátoru dvou a tří vinutí ve schématu elektrického obvodu:
Rostou, klesají a dělí se (vstupní napětí se rovná výstupnímu napětí). Zároveň, pokud napájíte sekundární vinutí sestupného transformátoru - zvýšíte napětí na primárních vinutích, stejné pravidlo funguje také pro zesílení.
Autotransformátor je jednou z možností pro transformátor s jedním vinutím navinutým kolem jádra v zásadě podobné předchozímu případu. Na rozdíl od běžného tranzu jsou v tomto případě elektricky spojeny primární a sekundární obvody. Neposkytuje tedy galvanickou izolaci. Klasické grafické označení autotransformátoru, které vidíte níže:
Autotransformátory jsou dodávány s pevným výstupním napětím a jsou nastavitelné. Posledně jmenované látky jsou známy pod názvem LATR (laboratorní autotransformátor). Mohou také klesat i zvyšovat. V nastavitelné LATR je sekundární obvod připojen ke kontaktu posuvnému podél cívky.
Důležité! Kvůli nedostatku galvanické izolace nemohou být autotransformátory podle definice izolovány na rozdíl od běžných!
Dalším rozdílem je počet vinutí autotransformátoru - obvykle se rovná počtu fází. V souladu s tím se jednofázová zařízení používají k napájení jednofázových zařízení a produkty třívinutí pro třífázová zařízení.
Princip fungování
Stručně a jednoduchými slovy zvážíme, jak funguje každá možnost provedení.
Transformátor má nejméně dvě vinutí - primární a sekundární (nebo několik). Pokud je primární síť připojena k síti (nebo jinému zdroji střídavého proudu) - pak proud v primárním vinutí vytvoří magnetický tok skrz jádro, které proniká sekundárními zatáčkami, v nich indukuje emf. Princip činnosti je založen zejména na jevech elektromagnetické indukce Faradayův zákon. S proudem v sekundárním vinutí (do zátěže) se také proud v primárním vinutí mění v důsledku vzájemné indukce. Rozdíl napětí mezi primárním a sekundárním vinutím je určen poměrem jejich závitů (transformační poměr).
Uп / Ud = n1 / n2
n1, n2 - počet otočení na primární a sekundární.
Když už mluvíme o autotransformátoru, má jedno vinutí, pokud existuje několik fází, stejný počet vinutí. Když jím protéká střídavý proud, magnetický tok, který se vyskytuje uvnitř, indukuje EMF ve stejném vinutí. Jeho hodnota je přímo úměrná počtu otáček. Zatížení (sekundární obvod) je připojeno k odbočce od zatáčky. U stupňovitého autotransformátoru není na rozdíl od transformátoru dodávána energie nikoliv koncům vinutí, ale jednomu z konců a odbočkám ze závitů. Co bylo znázorněno na obrázku výše.
Hlavní rozdíly
Abychom vám lépe porozuměli, jaký je rozdíl mezi konvenčním transformátorem a autotransformátorem, shromáždili jsme v tabulce jejich hlavní rozdíly:
| Transformátor | Automatický transformátor | |
| Účinnost | Účinnost autotransformátoru je větší než u konvenčního, zejména s malým rozdílem vstupního a výstupního napětí. | |
| Počet vinutí | Minimálně 2 a více v závislosti na počtu fází | 1 nebo více, což se rovná počtu fází |
| Galvanická izolace | Tam je | Ne |
| Nebezpečí úrazu elektrickým proudem při napájení domácích spotřebičů | S výstupním napětím menším než 36 voltů - malé | Vysoká |
| Bezpečnost pro napájené spotřebiče | Vysoká | Nízká, při přerušení cívky na závitech po odbočení na zátěž, dostane veškeré napájecí napětí |
| Náklady | Vysoká spotřeba mědi a oceli pro velká jádra, zejména pro třífázové transformátory | Nízké, protože v každé fázi existuje pouze jedno vinutí, spotřeba mědi a oceli je menší |
Oblast působnosti
Transformátory se používají všude - od elektráren a rozvoden určených pro desítky a stovky tisíc voltů až po napájení malých domácích spotřebičů. Ačkoli byly nedávno použity zdroje napájení, jejich generátor a transformátor na feritovém jádru jsou také jejich základem.
Autotransformátory se používají v domácích stabilizátorech napětí. LATR se často používají v laboratořích pro testování nebo opravu elektronických zařízení. Přesto našli uplatnění ve vysokonapěťových sítích i při elektrifikaci železnic.
Například na železnici se tyto produkty používají v sítích 2x25 (po dvou z 25 kilovoltů). Stejně jako ve výše uvedeném diagramu je v řídce osídlených oblastech pokládána čára 50 kV a 25 kV z autotransformátoru s klesáním je dodáváno do elektrického vlaku pomocí trolejového drátu. Tím se sníží počet trakčních rozvoden a ztrát vedení.
Nyní víte, jaký je zásadní rozdíl mezi transformátorem a autotransformátorem. Pro konsolidaci materiálu doporučujeme sledovat užitečné video na toto téma:
Určitě nevíte:
Načítám ...
