Kaip veikia įtampos transformatorius
Įtampos transformatorius naudojamas vieno dydžio kintamajai įtampai paversti kito dydžio kintamąja įtampa. Įtampos transformatorius veikia dėl elektromagnetinės indukcijos reiškinio: laike kintantis magnetinis srautas sukuria EML ritėje (ar ritėse), per kurią jis praeina.
Transformatoriaus pirminė apvija su savo gnybtais prijungta prie kintamos įtampos šaltinio, o prie antrinės apvijos gnybtų prijungta apkrova, kuriai turi būti tiekiama žemesnė arba aukštesnė įtampa nei šaltinio, iš kurio šis transformatorius, įtampa. yra maitinamas.
Ačiū, kad dalyvavote šerdis (magnetinė grandinė), transformatoriaus pirminės apvijos sukuriamas magnetinis srautas niekur nėra išsklaidytas, o daugiausia koncentruojasi šerdies apribotame tūryje. Kintamoji srovėveikdamas pirminėje apvijoje įmagnetina šerdį viena arba priešinga kryptimi, o magnetinio srauto pokytis vyksta ne spurtais, o harmoningai, sinusoidinis (jei kalbame apie tinklo transformatorių).
Galima sakyti, kad šerdies geležis padidina pirminės apvijos induktyvumą, tai yra, padidina jos gebėjimą sukurti magnetinį srautą, kai praeina srovė, ir pagerina savybę neleisti srovei didėti, kai į apviją tiekiama įtampa. apvijos gnybtai. Todėl tuščiąja eiga (be apkrovos) transformatorius sunaudoja tik miliamperus, nors kintanti įtampa veikia apviją.
Antrinė apvija yra transformatoriaus priėmimo pusė. Jis priima kintantį magnetinį srautą, kurį sukuria srovė pirminėje apvijoje, ir siunčia jį per magnetinę grandinę per savo posūkius. Magnetinis srautas, kintantis tam tikru greičiu, prasiskverbia į antrinės apvijos posūkius, pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį kiekviename savo posūkyje sukelia tam tikrą EML. Šios sukeltos EML pridedamos kiekvieną posūkio momentą, sudarydamos antrinės apvijos įtampą (transformatoriaus atviros grandinės įtampą).
Bus laiku pastebėti, kad kuo greičiau keičiasi magnetinis srautas šerdyje, tuo didesnė įtampa indukuojama kiekviename transformatoriaus antrinės apvijos posūkyje. Ir kadangi pirminę ir antrinę apvijas persmelkia tas pats magnetinis srautas (sukuriamas pirminės apvijos kintamos srovės), pirminės ir antrinės apvijų įtampa yra vienoda, atsižvelgiant į magnetinio srauto dydį. ir jo kitimo greitis.
Jei kasti giliau, kintantis magnetinis srautas šerdyje sukuria aplink jį esančioje erdvėje elektrinį lauką, kurio intensyvumas yra tuo didesnis, kuo didesnis magnetinio srauto kitimo greitis ir kuo didesnė šio pokyčio vertė yra magneto srautas. Šis sūkurinis elektrinis laukas veikia antrinės apvijos laidininke esančius elektronus, stumdamas juos tam tikra kryptimi, dėl ko antrinės apvijos galuose galima išmatuoti Įtampa.
Jei prie transformatoriaus antrinės apvijos prijungiama apkrova, tai per ją tekės srovė, o tai reiškia, kad šerdyje atsiras magnetinis srautas, kurį sukuria ši srovė antrinėje apvijoje.
Antrinės apvijos srovės generuojamas magnetinis srautas, ty apkrovos srovė, bus nukreiptas (plg. Lenzo taisyklė) prieš pirminės apvijos magnetinį srautą, todėl pirminėje apvijoje sukels atgalinį EMF, dėl kurio padidės srovė pirminėje apvijoje ir atitinkamai padidės transformatoriaus iš apvijos suvartojama galia. tinklą.
Pirminio, antrinio magnetinio srauto atvirkštinio atsiradimas šerdies viduje, kaip prijungtos apkrovos poveikis, prilygsta pirminės apvijos induktyvumo sumažėjimui. Štai kodėl apkrautas transformatorius sunaudoja žymiai daugiau elektros energijos nei veikiant tuščiąja eiga.