Definicje

Transformator to urządzenie elektromagnetyczne, które przenosi energię przez pole magnetyczne. Składa się z dwóch lub więcej uzwojeń (czasem zwanych cewkami) na rdzeniu stalowym, żelaznym lub ferrytowym, w zależności od liczby faz, napięć wejściowych i wyjściowych. Jego główną cechą jest to, że obwód pierwotny i wtórny nie są połączone elektrycznie, to znaczy uzwojenia nie mają styków elektrycznych. Nazywa się to izolacją galwaniczną. Takie połączenie cewek nazywa się indukcyjne.

Poniżej widać warunkowe oznaczenie graficzne transformatora dwu- i trójuzwojeniowego na schemacie obwodu elektrycznego:

Są w górę, w dół i dzielą się (napięcie wejściowe jest równe napięciu wyjściowemu). Jednocześnie, jeśli dostarczysz energię do uzwojenia wtórnego transformatora obniżającego napięcie - otrzymasz wyższe napięcie na uzwojeniach pierwotnych, ta sama zasada działa również dla wzmocnienia.

Autotransformator jest jedną z opcji transformatora z jednym uzwojeniem owiniętym wokół rdzenia na zasadzie podobnej do poprzedniego przypadku. W nim, w przeciwieństwie do zwykłego transu, obwody pierwotny i wtórny są połączone elektrycznie. Dlatego nie zapewnia izolacji galwanicznej. Konwencjonalne oznaczenie graficzne autotransformatora widać poniżej:

Autotransformatory mają stałe napięcie wyjściowe i są regulowane. Te ostatnie są znane wielu pod nazwą LATR (laboratoryjny autotransformator). Mogą również obniżać i zwiększać. W regulowanym LATR obwód wtórny jest podłączony do styku przesuwającego się wzdłuż cewki.

Ważne! Z powodu braku izolacji galwanicznej autotransformatory z definicji nie mogą izolować w przeciwieństwie do zwykłych!

Kolejną różnicą jest liczba uzwojeń autotransformatora - zwykle jest równa liczbie faz. Odpowiednio do zasilania urządzeń jednofazowych stosuje się urządzenia jednozwojowe, a produkty trójzwojowe do urządzeń trójfazowych.

Zasada działania

Krótko i prosto, rozważymy, jak działa każda opcja wykonania.

Transformator ma co najmniej dwa uzwojenia - pierwotne i wtórne (lub kilka). Jeśli pierwotny jest podłączony do sieci (lub innego źródła prądu przemiennego) - wówczas prąd w uzwojeniu pierwotnym wytwarza strumień magnetyczny przez rdzeń, który penetruje zwoje wtórne, indukuje w nich emf. Zasada działania opiera się w szczególności na zjawiskach indukcji elektromagnetycznej Prawo Faradaya. Wraz z przepływem prądu w uzwojeniu wtórnym (do obciążenia) zmienia się również prąd w uzwojeniu pierwotnym na skutek wzajemnej indukcji. Różnica napięć między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym jest określona przez stosunek ich zwojów (współczynnik transformacji).

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - liczba zwojów pierwotnej i wtórnej.

Mówiąc o autotransformatorze, ma jedno uzwojenie, jeśli jest kilka faz, ta sama liczba zwojów. Kiedy przepływa przez niego prąd przemienny, występujący w nim strumień magnetyczny indukuje pole elektromagnetyczne w tym samym uzwojeniu. Jego wartość jest wprost proporcjonalna do liczby zwojów. Obciążenie (obwód wtórny) jest podłączone do kurka od zwojów. W podwyższonym autotransformatorze energia jest dostarczana nie do końców uzwojenia, ale do jednego z końców i odczepu z zwojów, w przeciwieństwie do transformatora. Co pokazano na powyższym schemacie.

Główne różnice

Aby ułatwić Ci zrozumienie, jaka jest różnica między tradycyjnym transformatorem a autotransformatorem, zestawiliśmy ich główne różnice w tabeli:

Zakres zastosowania

Transformatory są używane wszędzie - od elektrowni i podstacji zaprojektowanych dla dziesiątek i setek tysięcy woltów, po zasilanie małych urządzeń gospodarstwa domowego. Chociaż ostatnio zastosowano zasilacze, ich generator i transformator oparty na rdzeniu ferrytowym są również ich podstawą.

Autotransformatory są stosowane w domowych stabilizatorach napięcia. Często LATR są używane w laboratoriach do testowania lub naprawy urządzeń elektronicznych. Niemniej jednak znalazły zastosowanie w sieciach wysokiego napięcia, a także w elektryfikacji kolei.

Na przykład na kolei takie produkty są stosowane w sieciach 2x25 (po dwa z 25 kilowoltów). Jak na powyższym schemacie, linia 50 kV jest układana w słabo zaludnionych obszarach, a 25 kV ze zmniejszającego się autotransformatora jest doprowadzane do pociągu elektrycznego poprzez przewód jezdny. W ten sposób liczba podstacji trakcyjnych i straty linii są zmniejszone.

Teraz wiesz, jaka jest fundamentalna różnica między transformatorem a autotransformatorem. Aby skonsolidować materiał, zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na ten temat:

Na pewno nie wiesz:

• Jaka jest różnica między elektromechanicznym wyłącznikiem różnicowoprądowym a elektronicznym
• Różnice między filtrem liniowym a przedłużaczem
• Różnica między stycznikiem a rozrusznikiem