V každodenním životě i v práci se používá obrovské množství různých elektronických zařízení, nástrojů a zařízení. Docela často je pro jejich normální provoz vyžadován zvyšovací a snižovací transformátor. Každý z nich funguje na bázi samoindukce, která umožňuje měnit proud v jednom či druhém směru. Samotný název transformátoru znamená změna nebo transformace. Používají se především ve spojení s elektronikou zahraniční výroby navrženou pro proudy, které se liší od domácích norem. Transformátory navíc chrání elektrické zařízení a optimalizují jeho napájení, čímž práci maximálně zefektivňují.
Funkce a provoz transformátorů
V elektronice jsou transformátory nepostradatelná zařízení. Pro jejich co nejefektivnější provoz je však nutné mít dobrou představu o tom, co transformátor snižuje nebo posiluje. Podle potřeby zvyšují nebo naopak snižují hodnotu potenciálu ve střídavých obvodech.
S příchodem různých transformátorových zařízení bylo možné dodávat elektřinu na značné vzdálenosti. Ztráty na drátech elektrického vedení se znatelně snižují, když se zvyšuje střídavé napětí a klesá proud. K tomu dochází po celé délce vodičů spojujících elektrárnu s připojenými spotřebiči. Na každém konci těchto vedení je napětí sníženo na bezpečnou úroveň, což usnadňuje provoz použitého zařízení.
Který transformátor se nazývá step-up a který step-down a jaký je mezi nimi rozdíl
Stručně řečeno, zařízení vydávající vyšší potenciál ve srovnání se vstupem je považováno za boosting. Pokud dojde k opačnému procesu a potenciál na výstupu je menší než na vstupu, bude takové zařízení sníženo. V prvním případě má sekundární vinutí větší počet závitů než primární a ve druhém je naopak v práci použito sekundární vinutí s méně závity. Tím se od sebe radikálně liší.
Může být snižovací transformátor použit jako snižovací transformátor?
Ano můžeš. Protože ke změně funkcí stačí změnit schéma zapojení vinutí s potenciálním zdrojem a zátěží. V souladu s tím se změní funkce snižujícího transformátoru.
V praxi se za účelem zvýšení účinnosti zařízení vypočítává indukčnost všech vinutí pro přesné provozní hodnoty proudu a napětí. Tyto indikátory musí nutně zůstat v původním stavu, když zvyšovací a útlumový transformátor změní svou funkci na opačnou.
Jak určit příslušnost konkrétního vinutí
Konstrukčně jsou transformátory vyrobeny na takovém principu, že není možné okamžitě určit jejich rozdíly, to znamená, které dráty se nazývají a jsou ve skutečnosti primární a které z nich jsou sekundárním vinutím. Proto, aby nedošlo k záměně, používají se značky. Symbol „H“ je označen pro vysokonapěťové vinutí, u snižovacích zařízení slouží jako primární vinutí au u stupňovacích zařízení slouží jako sekundární vinutí. Nízkonapěťová vinutí jsou označena „X“.
Aby bylo možné porozumět vlastnostem, rozdílům a principu fungování každého z těchto zařízení, je třeba je zvážit podrobněji.
Obecné uspořádání a provoz snižovacích transformátorů
Transformátory převádějí vyšší vstupní napětí na charakteristiku nízkého výstupního napětí, to znamená, že umožňují snížit velké proudy na požadované hodnoty. V případě potřeby lze takové zařízení použít jako step-up.
Princip činnosti těchto zařízení je určen zákonem elektromagnetické indukce. Standardní provedení se skládá ze dvou vinutí a jádra. Primární vinutí je připojeno ke zdroji energie, po kterém se kolem jádra vytvoří magnetické pole. Jeho vlivem vzniká v sekundárním vinutí elektrický proud s určitými stanovenými parametry napětí.
Výstupní výkon je určen počtem závitů v každé cívce. Změnou tohoto indikátoru můžete ovládat charakteristiky výstupního napětí a získat požadovaný proud pro domácí a průmyslové zařízení.
Pouze pomocí transformátorů není možné měnit frekvenci elektrického proudu. K tomu je konstrukce snižovacího aparátu doplněna o usměrňovač, který mění frekvenci proudu v rozsahu požadovaných hodnot. Moderní zařízení doplňují polovodiče a integrované obvody s kondenzátory, odpory, mikroobvody a dalšími součástkami. Výsledkem je zařízení s malými rozměry a hmotností, ale dostatečně vysokou úrovní účinnosti, pracující na snížení napětí.
Takové transformátory pracují velmi tiše a nepodléhají silnému teplu. Výstupní proudový výkon lze nastavit pomocí úprav a v každém případě se liší. Všechny přístroje nového typu jsou vybaveny ochranou proti zkratu.
Snižovací transformátor má jednoduchý a spolehlivý obvod, je široce používán v rozvodnách mezi úseky elektrického vedení. Provádějí pokles síťového proudu z 380 na 220 voltů. Taková zařízení jsou průmyslová. Používají se v každodenním životě, liší se v nižších kapacitách. Při odběru 220 V na primárním vinutí vstupu pak produkují snížené napětí z 12 na 42 voltů podle připojených spotřebičů. Transformační poměr snižovacích zařízení je vždy pod jednotkou. Abyste to mohli určit, musíte znát poměr mezi počtem závitů v primárním a sekundárním vinutí.
Vlastnosti stupňovitého transformátoru
Zařízení step-up transformátorů, jak je odborníci nazývají, se používají také v každodenním životě a ve výrobě. Jejich hlavním účelem je pracovat podle jejich profilu na průchozích elektrárnách. Musí zvýšit proud v souladu se standardními indikátory, protože během přepravy dochází k postupnému snižování vysokého napětí v elektrických vedeních. Na konci trasy elektrárna pomocí zvyšovacího transformátoru zvedne napětí na standardních 220 V a dodává do domácích sítí, 380 V do průmyslových sítí.
Provoz transformátoru typu step-up se provádí podle následujícího schématu, které zahrnuje několik fází:
- Zpočátku elektrárna vyrábí elektrický proud 12 kilovoltů (kV).
- Dále po elektrickém vedení vstupuje do zvyšovací rozvodny a vstupuje do zvyšovacího transformátoru, který toto napětí převádí na 400 kV. Odtud proud vstupuje do vysokonapěťového elektrického vedení a podél něj přichází do snižovací rozvodny, kde jeho napětí opět dosahuje 12 kV.
- V poslední fázi je proud v nízkonapěťovém vedení, na jehož konci je instalován další snižovací transformátor. Zde napětí konečně nabývá pracovní hodnoty 220 nebo 380 V a v této podobě vstupuje do domácí nebo průmyslové sítě.
Princip činnosti zvyšovacího transformátoru je rovněž založen na elektromagnetické indukci. Základní provedení se skládá ze dvou cívek s různým počtem závitů a izolovaného jádra.
Nízké střídavé napětí vstupuje do primárního vinutí a způsobuje vznik magnetického pole, které se zvyšuje s optimálním poměrem vinutí. Pod jeho vlivem se v sekundárním vinutí vytváří elektrický proud se zvýšenými hodnotami – 220 V nebo více. V případě nutnosti změny frekvence je v řetězci dodatečně instalován měnič, schopný dodávat stejnosměrný proud pro určité typy zařízení.
Transformátory se během provozu zahřívají, proto je potřeba použít chlazení, které může být olejové nebo suché. Transformátorové oleje jsou hořlavé látky, proto jsou takové systémy vybaveny dodatečnou ochranou. Suché transformátory jsou plněny speciálními nehořlavými látkami. Jejich použití je bezpečné, ale jsou mnohem dražší.
Multimetr: účel, typy, označení, značení, které lze měřit multimetrem
Snižovací transformátor v elektrotechnice
Princip činnosti a schéma zapojení generátoru střídavého proudu
Jak zkontrolovat elektromotor pomocí multimetru: kontrola rotoru a statoru na zkrat, kontinuita asynchronního a třífázového motoru
Systém spouštění asynchronního motoru: zařízení a princip činnosti, schéma,
Transformátor patří do kategorie statických elektromagnetických zařízení, která jsou schopna převádět střídavý proud jedné hodnoty napětí na střídavý proud jiného napětí při zachování stejné frekvence. Tato zařízení se úspěšně používají v elektrických sítích pro přenos a rozvod energie a jsou také nedílnou součástí mnoha elektroinstalací. V tomto ohledu je obzvláště důležitá otázka, jak funguje transformátor v závislosti na počtu vinutí, fází, metod chlazení a dalších konstrukčních prvků, na kterých přímo závisí použití těchto zařízení.
Akce snižovacího transformátoru
Existují různé typy snižovacích transformátorů. Mohou být jedno-, dvou- nebo třífázové, což umožňuje jejich využití v různých oblastech energetiky. Konstrukce těchto zařízení zahrnuje dvě vinutí a vrstvené jádro, pro jejichž výrobu se používá elektroocel. Charakteristickým rysem snižovacího transformátoru je různý počet závitů v primárním a sekundárním vinutí. Abyste mohli zařízení správně používat, musíte dobře rozumět tomu, jak funguje transformátor s nižším výkonem.
Napětí přivedené na vstup transformátoru způsobí, že se ve vinutí objeví elektromotorická síla, která následně vede ke vzniku magnetického pole. V důsledku protnutí závitů druhé cívky tímto polem se v něm objeví vlastní elektromotorická síla samoindukce. Pod jeho vlivem se ve druhé cívce objeví napětí, které se od primární liší rozdílem počtu závitů obou vinutí.
Pro stanovení přesných parametrů je nutné provést výpočty snižovacího transformátoru. Je třeba vzít v úvahu, že vznik elektromotorické síly samoindukce je možný pouze pod vlivem střídavého napětí. Proto všechny domácí elektrické sítě fungují pouze na střídavý proud.
V moderních podmínkách vzrůstá potřeba převádět vysoké napětí na nízké. Je to dáno tím, že elektrárny generují vysokonapěťový proud, který odpovídá potřebám určité oblasti. Proto je v každém takovém úseku počáteční napětí převedeno na hodnotu, která je přijatelná pro použití v domácích podmínkách. Kromě toho se v domácích podmínkách poměrně často používají transformátory snižující napětí pro přizpůsobení nízkonapěťových zařízení na 220V síťový proud. Jsou to konstrukční prvky různých napájecích zdrojů, adaptérů, stabilizátorů a dalších podobných zařízení.
Při nákupu snižovacího transformátoru byste měli věnovat pozornost parametrům, jako je výkon a počet závitů v obou vinutích. Je třeba vzít v úvahu důležitý ukazatel – poměr transformace napětí. Tento parametr závisí na poměru počtu závitů v primárním a sekundárním vinutí transformátoru. Tak je určen poměr napětí na obou vinutích.
U snižovacího transformátoru počet závitů v primárním vinutí převyšuje počet závitů v sekundárním vinutí, což vytváří snížené výstupní napětí. Některá zařízení mají více pinů, což znamená, že existuje několik skupin připojení najednou. Vytvoření požadovaného obvodu v nich se provádí v závislosti na velikosti vstupního a výstupního proudu. Takové transformátory jsou univerzální a multifunkční, které jsou u spotřebitelů široce oblíbené.
Princip činnosti napěťového transformátoru
Hlavní funkcí napěťových transformátorů je převádět energii zdroje na požadovanou hodnotu napětí. Tato zařízení mohou pracovat pouze se střídavým napětím s konstantní frekvencí.
Podle transformačního poměru existují tři typy napěťových transformátorů:
- Dolů. V těchto zařízeních je výstupní napětí menší než vstupní. Používá se v napájecích zdrojích, stabilizátorech atd.
- Propagace. Zde je výstupní proud větší než vstupní. Používá se hlavně v zesilovacích zařízeních.
- Koordinátor. Provoz těchto zařízení probíhá beze změn napěťových parametrů, veškeré akce jsou omezeny pouze galvanickým oddělením. Používá se v obvodech audio zesilovačů.
Abyste mohli správně použít tento nebo ten design, musíte přesně vědět, jak funguje proudový transformátor. Je známo, že základem činnosti těchto zařízení je elektromagnetická indukce. Pro snížení ztrát během transformačního procesu a maximalizaci přenosu energie se v transformátorech používají magnetická jádra. Konstrukce má jednu primární cívku, zatímco sekundárních cívek je několik, v závislosti na účelu každého zařízení.
Poté, co se v primárním vinutí objeví střídavý proud, objeví se magnetický tok v magnetickém obvodu, budící napětí v sekundárním vinutí. Hlavním parametrem je transformační poměr, rovný poměru napětí v primárním vinutí k napětí v sekundárním vinutí. Počet závitů přítomných v první a druhé cívce je korelován stejným způsobem.
Pomocí tohoto koeficientu jsou vypočteny parametry pro konkrétní transformátor. Pokud je například v primárním vinutí 2000 závitů a v sekundárním vinutí 100, bude transformační poměr roven 20. Proto při vstupním síťovém napětí 240 V bude výstupní napětí 12 V. stejným způsobem se pro dané hodnoty vstupního a výstupního napětí určí požadovaný počet závitů.
Jedním typem takového zařízení, široce používaným v praxi, jsou transformátory pro měření napětí. Používají se v zařízeních, která spotřebovávají vysoké proudy a vysoké provozní napětí pro účely kontrolních měření. Pomocí těchto zařízení jsou naměřené hodnoty redukovány na úroveň, která umožňuje provést potřebná měření.
Multimetr: účel, typy, označení, značení, které lze měřit multimetrem
Princip činnosti a schéma zapojení generátoru střídavého proudu
Snižovací transformátor v elektrotechnice
Jak zkontrolovat elektromotor pomocí multimetru: kontrola rotoru a statoru na zkrat, kontinuita asynchronního a třífázového motoru
