آشنایی با انواع ترانسفورماتورها

آیا تا به حال به آجر پلاستیکی درشت روی شارژر لپ تاپ خود یا استوانه خاکستری بزرگ روی تیر برق توجه کرده اید؟ آنها خسته کننده به نظر می رسند، اما در واقع در پشت صحنه کارهای مهمی را انجام می دهند. این‌ها ترانسفورماتور هستند و بدون آنها، برق دیوانه‌وار-ولتاژ-دیوانه‌ای که از طریق شبکه فریاد می‌زند، همه وسایل خانه شما را در حدود نیم ثانیه سرخ می‌کند. قهوه ساز شما اساساً به یک بمب کوچک تبدیل می شود.

برق را مانند آب در لوله در نظر بگیرید. ولتاژ فشار است. نیروگاه‌ها این فشار را تا -صدها هزار ولت- بالا می‌برند تا برق را در مسافت‌های طولانی بدون تلفات بیش از حد در مسیر پرتاب کنند. اما شما نمی توانید فقط تلفن خود را مستقیماً به آن انفجار{5} شیلنگ آتش نشانی وصل کنید. مانند این است که بخواهید یک بادکنک مهمانی را با یک واشر فشار پر کنید-این چیز فوراً می‌پرد.

پس چگونه ترانسفورماتورها آن جانور را بدون هیچ قطعه متحرک رام می کنند؟ آنها اساساً از القای الکترومغناطیسی{0}}«دست دادن مغناطیسی» استفاده می کنند. الکتریسیته در یک سیم پیچ جریان می یابد و میدان مغناطیسی ایجاد می کند. سیم پیچ دوم آن میدان را می گیرد و دوباره به برق تبدیل می کند، اما با ولتاژ بسیار ایمن تر و پایین تر. جالب ترین قسمت؟ این دو سیم پیچ در واقع هرگز با هم برخورد نمی کنند، بنابراین مواد ولتاژ بالا{4}} ترسناک کاملاً از پریزهای اتاق خواب شما جدا می مانند.

این مانع نامرئی کل نحوه کار اکثر ترانسفورماتورهای خانگی است، خواه یک پست غول پیکر به اندازه یک گاراژ باشد یا یک پست کوچک که درون شارژر تلفن شما مدفون شده است. فیزیک یکسان، فقط یک مقدار کم یا زیاد شده است.

آبیاری گلها با شلنگ آتش نشانی-فاجعه کامل. به همین دلیل است که ما به ترانسفورماتور نیاز داریم تا "فشار" را بالا یا پایین بیاوریم. برای جابه‌جایی مؤثر برق در طول صدها مایل، آن را به سمت بالا می‌بریم (ولتاژ بالا، جریان کمتر). سپس، نزدیک‌تر به خانه شما، آن را پایین می‌آوریم تا استفاده از آن بی‌خطر باشد.

در داخل، فقط دو سیم پیچ است که دور یک هسته فلزی پیچیده شده است. تغییر ولتاژ به پایین می آیدنسبت چرخش-چند حلقه سیم در سمت ورودی در مقابل سمت خروجی است.

بالا- بروید← ورودی کم، تعداد زیادی در خروجی=ولتاژ بالاتر (مانند تعویض دنده بزرگ برای حرکت سریع با دوچرخه)

پایین بیایید-← تعداد زیادی روشنایی ورودی، کمتر در خروجی=ولتاژ کمتر، اما جریان بیشتر در دسترس است (مانند استفاده از یک چرخ دنده کوچک برای خزیدن در یک تپه شیب دار)

هر چند شما انرژی رایگان دریافت نمی کنید. ولتاژ را بالا ببرید و جریان تقریباً به همان نسبت کاهش می یابد. ترفند نسبت ساده، اما به مهندسان این امکان را می‌دهد که قدرت را برای همه چیز از زگیل دیواری گرفته تا کل محله تنظیم کنند.

از کنار یکی از حصارکش‌های{0}}حصارکشی‌شده عبور کنید؟ آن ها هستندترانسفورماتورهای قدرت-بالابرهای سنگین که مقادیر زیادی انرژی را بین نیروگاه‌ها و شهرها جابه‌جا می‌کنند. آنها به گونه ای ساخته شده اند که 24 ساعت شبانه روز در نزدیکی شیب کامل کار کنند، بنابراین گرمای جدی تولید می کنند و معمولاً رادیاتورها، فن ها و پمپ های روغن غول پیکر برای زنده ماندن دارند.

قوطی خاکستری روی میله نزدیک خانه شما؟ این یکترانسفورماتور توزیع. کارش «آخرین مایل» است. تقاضا در اینجا مثل دیوانه وار بالا می رود-همه به طور همزمان صبحانه درست می کنند، AC در هنگام موج گرما فعال می شود-بنابراین این چیزها به گونه ای طراحی شده اند که بدون تجهیزات خنک کننده شیک، این جهش ها و افت ها را کنترل کنند. آنها کوچکتر هستند، در برابر آب و هوا سخت تر هستند، و در هر پوند کارایی کمتری نسبت به غول ها دارند، اما نیازی به این کار ندارند. وقتی فقط چند خانه را تغذیه می کنید، کارایی اهمیت کمتری دارد.

به همین دلیل است که هیولاها بسیار زیاد هستند و قطب ها نسبتا جمع و جور هستند.

یک آمپ استریو قدیمی یا ارزان قیمت را باز کنید و احتمالاً یک ترانسفورماتور مربع-می‌بینید که زمزمه می‌کند. این به این دلیل است که گوشه‌های آن هسته‌های مربعی اجازه می‌دهند که میدان‌های مغناطیسی به بیرون نشت کنند، که باعث می‌شود قطعات فلزی ارتعاش کنند و صدای آزاردهنده 60 هرتزی را ایجاد کند.

طرح های هوشمندتر از الف استفاده می کنندحلقویهسته ({0}}شکل دونات). بدون گوشه های تیز=تقریباً بدون نشتی. میدان مغناطیسی به خوبی مهار می شود. نتیجه؟

اساساً ساکت است

بسیار کوچکتر و سبکتر (اغلب نصف اندازه/وزن)

تداخل کمتر با مدارهای نزدیک (مناسب برای تجهیزات صوتی)

خنک تر کار می کند زیرا انرژی کمتری هدر می رود

جنبه منفی؟ ساخت آن‌ها گران‌تر است، بنابراین بیشتر آنها را در لوازم الکترونیکی بالاتر-می‌بینید، جایی که ساکت و جمع‌وجور واقعاً اهمیت دارد.

ترانسفورماتورهای معمولی معمولا یک سیم خنثی بین ورودی و خروجی مشترک دارند. برای توستر شما خوب است، در اتاق عمل کشنده است. یکترانسفورماتور جداسازیآن مسیر مستقیم فلزی را به طور کامل می شکند. انرژی فقط از طریق میدان مغناطیسی-بدون سیم پیوسته می پرد. مانند عبور دادن یادداشت ها از یک پنجره شیشه ای ضخیم است: پیام از طریق آن عبور می کند، اما هیچ کس نمی تواند از آن عبور کند و طرف مقابل را بگیرد.

این "ایزوله گالوانیکی" دو کار بزرگ انجام می دهد:

مانع از شوک زدن یک عیب در یک طرف از طرف دیگر می شود (برای ایمنی بیمار بسیار زیاد)

نویز/خوشه های الکتریکی از شبکه را مسدود می کند که مانیتورهای حساس را خراب می کند

شما نمی توانید یک ولت متر معمولی را مستقیماً به یک خط 100 کیلوولت وصل کنید. وارد کنیدترانسفورماتورهای ابزار-آنها یک کپی امن و کوچک- از ولتاژ یا جریان می‌سازند.

ترانسفورماتور پتانسیل (PT)- ولتاژ بسیار زیاد را تا حدود 120 ولت برای متر پایین می آورد

ترانسفورماتور جریان (CT)- دونات-شکل، خط اصلی از سوراخ عبور می کند. جریان را از طریق میدان مغناطیسی حس می کند و آن را کاهش می دهد

فوق العاده دقیق، زیرا متر فقط به اندازه "مدل" ای است که می بیند.

یک هسته فولادی جامد به لطف آن به بخاری برقی کوچک خود تبدیل می شودجریان های گردابی-حلقه‌های چرخان الکتریسیته در داخل فلز که انرژی را به عنوان گرما هدر می‌دهند. راه حل؟ چندین تن ورق فولادی بسیار نازک- را روی هم بریزید که هر کدام با لاک عایق پوشانده شده است. لمینیت‌ها آن چرخش‌های بزرگ را به حلقه‌های کوچک بی‌ضرر می‌شکنند. گرمای اتلاف کمتر، راندمان بیشتر. آن زمزمه ترانسفورماتور کلاسیک را می شنوید؟ بیشتر ورق ها در برابر یکدیگر ارتعاش می کنند.

واحدهای بیرونی بزرگ معمولاً در مخازن روغن معدنی مخصوص قرار می گیرند که گرما را می برد و عایق می کند. بسیار کارآمد، اما قابل اشتعال-در داخل خانه عالی نیست.

نوع خشک-ترانسفورماتورها از روغن رد می شوند. آنها از دریچه های هوا + روکش های رزین + همرفت طبیعی استفاده می کنند. برای مراکز خرید، مدارس، بیمارستان‌ها ایمن‌تر است-بدون خطر نشت یا آتش‌سوزی-اما در ریزش گرما بزرگ‌تر و کارآمدتر هستند.

تک فاز-در مقابل سه-فاز: ضربان در مقابل قدرت صاف

تک فاز-مانند رکاب زدن دوچرخه با یک پا است-قدرت به صورت موجی است (در بیشتر مکان‌ها ۶۰ بار در ثانیه). برای چراغ ها، تلویزیون ها، یخچال شما مناسب است.

سه-فاز سه پدال است که به طور کامل زمان‌بندی شده است-یکی همیشه فشار می‌دهد. فوق العاده صاف، بدون لرزش. کارخانه ها، آسانسورهای بزرگ، موتورهای سنگین آن را دوست دارند.

اکثر خانه‌ها در یکی از سه فاز روی قطب تک فاز می‌شوند. نقاط صنعتی سه کامل را دریافت می کنند.

ترانسفورماتورهای معمولی=دو سیم پیچ جداگانه دارند.

ترانسفورماتورهای خودکار=یک سیم پیچ پیوسته با یک ضربه در جایی در امتداد آن.

مس کمتر، کوچکتر، سبک تر، ارزان تر، کارآمدتر... اما بدون جداسازی. ورودی و خروجی به صورت الکتریکی وصل می شوند.

عالی برای: مبدل های ولتاژ سفر، رفع افت ولتاژ کوچک، راه اندازی نرم-موتورهای بزرگ.

اشتباه را انتخاب کنید و می توانید وسایل گران قیمت را دود کنید یا آتش بزنید. از خود بپرسید:

ولتاژ ورودی و خروجی دقیق؟ باید مطابقت داشته باشد.

مجموع بار چقدر است (VA یا وات هر چیزی را که به برق وصل می کنید اضافه کنید)؟ حداقل 20 تا 30 درصد فضای سر اضافه کنید.

کجا می رود؟ داخل/خارج؟ خیس/خشک؟ به محفظه مناسب نیاز دارد.

تک فاز-یا سه-؟ آنها را با هم قاطی نکنید

به محض اینکه متوجه آنها شدید، ترانسفورماتورها همه جا-روی قطب‌ها، در ایستگاه‌های فرعی، داخل شارژرها هستند. آنها جادو نیستند. آنها فقط دستگاه های مغناطیسی باهوشی هستند که بی سر و صدا کل دنیای برق گرفته ما را از انفجار یا تاریک شدن محافظت می کنند. خیلی باحاله وقتی بهش فکر میکنی

اکنون تماس بگیرید