Sekundární vinutí transformátoru, co stojí za to vědět, jak vypočítat, vyrobit pro požadované napětí, proud. „ElectroHobby

Dovolte mi připomenout, že transformátor je elektrické zařízení schopné přeměňovat elektrickou energii prostřednictvím meziprostředí ve formě elektromagnetického pole. Konstrukce transformátoru je poměrně jednoduchá. Skládá se z magnetického jádra (může mít různé tvary), na kterém jsou navinuty závity izolovaného drátu. Klasická verze transformátoru obsahuje dvě vinutí: primární (také známé jako vstupní) a sekundární (také známé jako výstupní). V závislosti na materiálu magnetického jádra, celkovém výkonu transformátoru, požadovaných parametrech (vstupní a výstupní napětí a proud) obsahuje toto zařízení určitý počet závitů a průřez vodiče vinutí.

Primární vinutí transformátorů jsou většinou navržena pro standardní síťové napětí 220 voltů (méně často 380 voltů, tyto transformátory se používají v průmyslovém sektoru). Jednou z hlavních charakteristik transformátoru je jeho výkon. Znáte-li výkon tohoto zařízení a máte primární vinutí dimenzované na 220 voltů, můžete si snadno předělat jakýkoli transformátor podle svých potřeb (pokud vám tento výkon stačí) navinutím sekundárního vinutí na požadované výstupní napětí a proud.

Jak můžete určit tento výkon transformátoru? Podle jeho jádra! Elektrický výkon transformátoru (ve wattech) se rovná druhé mocnině plochy (v centimetrech) průřezu části magnetického obvodu, na které je navinut vodič.

Dovolte mi připomenout, že elektrický výkon se rovná součinu napětí a proudu. To znamená, že pokud známe výkon transformátoru, se kterým může pracovat, můžeme vypočítat jmenovitý proud, který může sekundární vinutí vyrobit (při znalosti hodnoty napětí).

Například se rozhodnete vyrobit si napájecí zdroj s relativně nízkým výkonem. Snižovací výkonový transformátor (s železným magnetickým jádrem) odebereme ze starého nepotřebného elektrického zařízení (pokud ho máte v domě nebo garáži) nebo jej koupíme. Řekněme, že z jádra určíte, že transformátor má výkon asi 120 wattů. To znamená, že při napětí 12 voltů (na sekundárním vinutí) dokáže poskytnout proud až 10 ampér (výkon dělený napětím a přijatým proudem). Ve skutečnosti je třeba vzít v úvahu, že malé transformátory mají účinnost asi 80 %, což znamená, že maximální výstupní proud bude o něco menší než 10 ampér (na základě tohoto příkladu).

Ukázalo se, že transformátor, který jste našli a zakoupili, byl navržen (jeho sekundární, výstupní vinutí) pro jiné napětí, ne to, které potřebujete. Žádný problém! Opatrně jej rozebereme, odmotáme staré sekundární vinutí a namotáme nové. Pokud vám průměr drátu může poskytnout požadovaný proud, pak jednoduše převiňte staré sekundární vinutí na požadované napětí. Napětí závisí na počtu závitů (čím více závitů, tím vyšší je výstupní napětí). Síla proudu závisí na průřezu vodiče vinutí (čím větší je průřez, tím větší proud jím může vodič projít bez přehřátí).

U různých výkonových transformátorů se bude také lišit počet závitů na 1 volt. Čím větší výkon, tím méně vodičů je potřeba navinout, aby se získal 1 volt (a obecně požadované napětí). Velikost drátu do značné míry závisí na hustotě proudu, kterou můžete tolerovat. Pokud je oblast vinutí velká, bude se lépe chladit, proto lze hustotu proudu zvolit vyšší. Když je vinutí pevně navinuto, je lepší vzít nižší hustotu proudu. Průměrná proudová hustota je 2 A/mm2. Při této hustotě lze průměr drátu (bez izolace) vypočítat pomocí vzorce:

Počet závitů sekundárního vinutí bude v praxi snazší určit. K tomu rychle navineme řekněme 20 závitů na transformátor. Napájíme primární vinutí. Dále změříme napětí na sekundárním vinutí (těchto 20 závitů), načež těchto 20 závitů vydělíme naměřeným napětím a získáme počet závitů, který nám dá 1 volt. Takže, abychom zjistili celkový počet závitů sekundárního vinutí, vynásobíme napětí sekundárního vinutí počtem závitů na volt. Například při navinutí 1 závitů dostaneme 10 volt, proto vynásobíme 10 12 volty (které chceme získat na výstupu transformátoru). V důsledku toho by naše sekundární vinutí mělo obsahovat 120 závitů.

PS Abyste si nepletli hlavu s převíjením vinutí transformátoru, je možná lepší jednoduše zakoupit na trhu nebo v obchodě transformátor s odpovídajícím výkonem, s požadovaným výstupním napětím a proudem. Mějte ale na paměti, že levné transformátory nemusí do jisté míry odpovídat jejich charakteristikám (obvykle je na magnetické jádro umístěn drát o menším průměru, než je nutné). Je tedy lepší si připlatit a koupit kvalitní transformátor.

Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?

Na stránku 1 , 2 Další

Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
25.11.2016, 18: 03

Naposledy upravil AAA1111 dne 25.11.2016 18:05, upraveno celkem 2x.

Ale nerozumím například tomu, co přímo urychluje elektrony v sekundárním vinutí, když se počet závitů snižuje?
Odpor klesá s poklesem počtu závitů úměrně k poklesu elektromotorické síly, takže to nelze vysvětlit poklesem odporu.

,
Ukazuje se, že efektivní hodnota proudu v sekundárním vinutí by se neměla měnit se změnou počtu závitů.
Proč tento vzorec v tomto případě nefunguje?

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
25.11.2016, 18: 25

Vážený člen

Naposledy upravil arseniiv 25.11.2016. listopadu 18, 25:1, upraveno celkem XNUMXkrát.

AAA1111 ve zprávě #1171650 napsal:
Proč tento vzorec v tomto případě nefunguje?

Protože indukované emf cívky závisí na počtu závitů. Předpokládejme, že je to stejné pro všechny závity – pak se v každém závitu indukuje EMF, rovné znaménku, a závity jsou zapojeny do série, takže celkové EMF je (počet závitů) krát větší.

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
25.11.2016, 18: 34

Naposledy upravil wrest dne 25.11.2016 18:39, upraveno celkem 1x.

AAA1111 ve zprávě #1171650 napsal:

Ale nerozumím například tomu, co přímo urychluje elektrony v sekundárním vinutí, když se počet závitů snižuje?

Pokud mluvíme o pracovním režimu transformátoru, kdy nic není saturováno a transformuje se téměř dokonale, pak snížením počtu závitů na sekundárním vinutí se efektivní proud s konstantní ohmickou zátěží na sekundárním vinutí sníží podle Ohma. zákona, v souladu s poklesem efektivního napětí na něm.
Přirozeně, pokud zároveň zanedbáme ohmický odpor vinutí a vinutí samotná považujeme za čistě reaktivní.

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
25.11.2016, 18: 37

To platí pro režim zkratu. Proud vytváří counter-mfs, proud každého otočení sekundáru se sčítá.
Zhruba řečeno, celkové proudy sekundárního a primárního vinutí jsou stejné, ale dělené počtem závitů a zvenčí vidíme proud pouze z jednoho závitu.

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
25.11.2016, 18: 54

Vážený člen

Naposledy upravil rustot 25.11.2016 18:55, upraveno celkem 2x.

AAA1111 ve zprávě #1171650 napsal:

Proč se se změnou počtu závitů (například v režimu zkratu) mění efektivní hodnota proudu v sekundárním vinutí transformátoru?

Protože menší počet závitů sekundárního vinutí se stejným proudem v něm vytváří menší protipole v magnetickém obvodu, což zase vytváří menší zpětné emf v primárním vinutí, nižší odpor, zvýšení proudu v něm, a tedy v sekundárním vinutí. zpětná vazba

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 11: 10

Naposledy upravil AAA1111 dne 26.11.2016. 11. 19 1:XNUMX, upraveno celkem XNUMXkrát.

arseniiv ve zprávě #1171653 napsal:
takže celkové emf je (počet závitů) krát větší.

Ale odpor se změní o stejnou hodnotu. Pokud je závitů více, znamená to nejen více EMF, ale také stejné množství odporu. A pokud je závitů méně, pak je nejen menší odpor, ale také EMF je stejné množství. Tak? Jak se potom zvýší proud? Například existuje transformátor s 10 závity v sekundárním a primárním vinutí. A je tam stejný transformátor, jen počet závitů sekundárního vinutí je dvakrát menší, tzn. 5. Kolikrát bude EMF v sekundárním vinutí druhého transformátoru menší než EMF v sekundárním vinutí prvního? 2 krát? (pokud se uvažuje ideální transformátor, tj. bez zohlednění ztráty výkonu)

vyrvat ve zprávě #1171654 napsal:
. při konstantní ohmické zátěži.

A pokud vezmeme v úvahu režim zkratu? Tito. když na sekundárním vinutí je pouze vodič uzavřený v obvodu.

levtsn ve zprávě #1171656 napsal:

To platí pro režim zkratu. Proud vytváří counter-mfs, proud každého otočení sekundáru se sčítá. .

Sčítají se EMP nebo proudy? Celkový odpor závitů také ovlivňuje proud.

rustot ve zprávě #1171661 napsal:

Pak se ukáže, že EMF v sekundárním se také zvýší. A měl by se snížit o stejnou hodnotu jako počet závitů, protože transformátor je sestupný. V mém příkladu by se měl snížit 2krát. Tak?

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 13: 30

Vážený člen

Naposledy upravil rustot dne 26.11.2016 13:35, upraveno celkem 1x.

AAA1111 ve zprávě #1171787 napsal:

Nerozuměl jsem důvodům tohoto „pak“. Zvýšení proudu v sekundárním vinutí vede k pravému opaku, ke zvýšení zpětného emf

Emf v sekundárním vinutí je úměrné magnetickému poli a zvýšení proudu v sekundárním vinutí toto pole snižuje.

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 13: 56
AAA1111 ve zprávě #1171650 napsal:

Proč se se změnou počtu závitů (například v režimu zkratu) mění efektivní hodnota proudu v sekundárním vinutí transformátoru?

1. S menším počtem závitů se do menšího magnetického obvodu vejde silnější drát.
2. Proud primárního vinutí může být menší a v souladu s tím může být menší úbytek napětí na odporu primárního vinutí a vnitřním odporu zdroje.

Je nesprávné porovnávat pouze EMF v sekundárním vinutí bez analýzy systému jako celku. Proud v sekundárním vinutí je nakonec určen parametry všech sekcí obvodu počínaje zdrojem.

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 15: 18

Vážený člen

AAA1111
Transformátor není to nejsložitější, ale také to není tak jednoduché, jak by se mohlo zdát.
Na lidové nebo školní úrovni je to obvykle nahlíženo zjednodušeně (ideální transformátor), ale když jste napsali “zkratovací režim”, vytvořili jste si potíže. Režim zkratu pro ideální transformátor nedává smysl. Pokud chcete pochopit něco konkrétně pro režim zkratu, musíte vzít v úvahu parazitní odpor a indukčnost v obou vinutích. Odhadněte, jak změna počtu závitů ovlivní parazitní parametry a jak primární okruh tyto změny „vidí“. Navíc za určitých předpokladů (nicméně ne příliš realistických) se vaše původní tvrzení může jednoduše ukázat jako nesprávné

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 15: 42

Vzorec je správný, ale není typický pro transformátor.
Vezmeme poměrně výkonný transformátor, vyjmeme z něj sekundár
vinutí a místo něj namotáme dva závity tenkého drátu, tenkého
natolik, že když je toto sekundární vinutí uzavřeno, zůstane transformátor
lineární (bez saturace železem) a vstupní napětí na primárním vinutí
stabilní. Změřme zkratový proud. Pak necháme jen jednu zatáčku,
Pojďme to zkratovat a změřit proud. Vzorec bude fungovat.
Transformátory obvykle nepracují na zkrat (kromě transformátorů
proud). Transformátor má okno, které se snaží hustěji naplnit mědí
pro snížení ztrát použijte silnější drát. Nechť má náš transformátor dva
identické sekce sekundárního vinutí, které lze zapojit paralelně,
a důsledně. Při paralelním zapojení je EMF dvakrát menší, ale
odpor je při stejné výplni okna 4x menší. Zkratový proud
bude toho víc.

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 15: 52

Vážený člen

!	oleg_2, nevkládejte prosím zbytečné zalomení řádků tam, kde nejsou vyžadovány. Na velké obrazovce to zprávu uměle nafukuje, na malé obrazovce ji činí nečitelnou. Podělte pouze tam, kde chcete začít nový odstavec.

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 17: 14

Vážený člen

Protože odpor sekundárního vinutí transformátoru je převážně jalový (indukční). Aktivní odpor lze pro normální provozní podmínky zanedbat. A indukčnost solenoidu je úměrná druhé mocnině počtu závitů, zatímco reaktance je úměrná indukčnosti. To znamená, že když se počet závitů snižuje, odpor klesá jako druhá mocnina počtu závitů a E.M.F. s počtem závitů se zvyšuje proud. Tento efekt se projevuje tak dlouho, dokud se počet závitů nesníží natolik, že se činný odpor, který se s počtem závitů zmenšuje, stane srovnatelným s jalovým (a proto transformátor s nulovými závity nebude dávat nekonečný proud, jak je požadováno.)

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 21: 01
AnatolyBa ve zprávě #1171839 napsal:
. ale když jsi napsal “režim zkratu”, způsobil jsi si potíže.
Myslel jsem, že to bude jednodušší naopak. Chtěl jsem dotyčný systém co nejvíce zjednodušit.
AnatolyBa ve zprávě #1171839 napsal:
Pokud chcete pochopit něco konkrétně pro režim zkratu, .

Ne, moje otázka vyvstala ze zmatku, jak se toto napětí snižuje a proud se náhle zvyšuje. Možná na pokročilé úrovni je to vnímáno normálně, ale na úrovni školy, jako je ta moje, mě to osobně překvapuje. I když se podíváme na zátěž, tak při povrchním pohledu se po snížení počtu závitů na sekundáru ukazuje, že odpor (aktivní. Teď už vím, že je tam i jalový) zůstal stejný, napětí bylo poloviční (podle školního vzorce), a proud byl najednou nesrozumitelný, kde jsi vyrůstal? Neobvyklý.

Obecně vám všem děkuji za pomoc. Jdu to zatím strávit.

Re: Proč se mění proud v sekundárním vinutí transformátoru?
26.11.2016, 22: 58

Vážený člen

AAA1111 ve zprávě #1171937 napsal:
proud se náhle zvýšil, není jasné proč

Takže nejprve. Tentokrát vezmeme ideální transformátor, zanedbáme parazitní odpory a indukčnosti. Vstupní napětí . K výstupu připojte aktivní zátěž . Transformační poměr .
Změnit (snížit) uvidíme, co se stane. Výstupní napětí – klesá, přičemž napětí na otáčku se nemění. Zatěžovací proud také klesá, ale nezvyšuje se vůbec. Primární proud klesá a mnohem silněji, takže poměr zvyšuje.