ترانسفورماتور پله‌آپ: کارایی انرژی در صنعت

تصویر تلاش برای پاشیدن آب از شیلنگ باغ در کل زمین فوتبال. وقتی به طرف مقابل می رسد، فقط یک دریبل کوچک رقت انگیز است. این تقریباً همان چیزی است که برای الکتریسیته اتفاق می‌افتد وقتی که سعی می‌کند مسافت‌های طولانی را با ولتاژ پایین طی کند.

در روزهای اولیه شبکه های برق، مهندسان متوجه شدند که نمی توانند برق را بیش از یک مایل یا بیشتر بدون از دست دادن بیشتر آن به عنوان گرما در سیم ها ارسال کنند. سیم ها با جریان جریان مبارزه می کنند و اگر ولتاژ (این "فشار") خیلی کم باشد، یک تن انرژی به عنوان گرمای هدر رفته از بین می رود.

اینجاست که ترانسفورماتورهای پله- وارد می‌شوند. آنها الکتریسیته تولید شده در نیروگاه را می‌گیرند و ولتاژ را - گاهی تا سطوح دیوانه‌کننده بالا می‌برند. این فشار{4}}بالا به برق اجازه می‌دهد تا صدها مایل بدون محو شدن حرکت کند. بدون آنها، تا زمانی که برق بالاخره به خانه شما برسد، چراغ های شما به سختی می درخشند. به لطف این دستگاه ها، ما انرژی کمتری را برای گرم کردن خطوط برق به جای استفاده واقعی از آن هدر می دهیم.

اگر تا به حال از کنار یک نیروگاه بزرگ عبور کرده باشید، احتمالاً سازه های فلزی زمزمه شده را دیده اید. داخل یک ترانسفورماتور پله{1}بالا، در واقع بسیار ساده است: دو سیم پیچ مجزا از سیم که دور یک هسته فلزی پیچیده شده است. آنها هرگز از نظر فیزیکی لمس نمی کنند.

بنابراین چگونه برق از یک سیم پیچ به سیم پیچ دیگر می رسد؟ همه اینها به لطف القای الکترومغناطیسی است. هنگامی که الکتریسیته از طریق سیم پیچ اول (اولیه) جریان می یابد، یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می کند. سپس آن میدان نامرئی جریانی را در سیم پیچ دوم (ثانویه) القا می کند.

جادوی واقعی افزایش ولتاژ در تعداد حلقه ها است. سیم پیچ ثانویه به مراتب بیشتر از سیم پیچ اولیه است. هر حلقه اضافی مانند یک پله دیگر روی پلکان عمل می کند و ولتاژ را بیشتر و بیشتر می کند. این یک ترفند ساده بر اساس قانون فارادی است - حلقه های بیشتر در سمت خروجی به معنای بیرون آمدن "فشار" بیشتر است.

آیا می دانید شارژر گوشی شما چگونه بعد از مدتی گرم می شود؟ آن گرما انرژی تلف می شود. هرچه جریان بیشتری ("جریان" واقعی الکتریسیته) از طریق یک سیم حرکت کند، اصطکاک و گرمای بیشتری به شما دست می دهد - به نوعی مانند فشار دادن آب بیش از حد از طریق یک شلنگ باریک.

ترانسفورماتورهای پله‌آپ{0} این مشکل را با افزایش ولتاژ و در عین حال کاهش خودکار جریان حل می‌کنند. جریان کمتر به معنای اصطکاک کمتر، سیم‌های خنک‌تر و اتلاف انرژی کمتر به عنوان گرما در طول سفر است. این یک معامله هوشمند-است: فشار بالا، حجم کم. به همین دلیل است که می‌توانیم برق را در سراسر ایالت‌ها بدون سوزاندن مقادیر مسخره سوخت بفرستیم، فقط برای اینکه خطوط برق نگیرند.

برای زنده ماندن الکتریسیته در یک سفر صدها مایلی، نیروگاه‌ها از ترانسفورماتورهای عظیم-در سرچشمه استفاده می‌کنند. آنها ولتاژ را از سطح نسبتاً متوسطی تا 500000 ولت یا بیشتر افزایش می دهند. این فشار جدی - کافی است تا قدرت را بر کوه‌ها، دشت‌ها و شهرها فشار دهد، بدون اینکه از بین برود.

آن خطوط انتقال ولتاژ بالا-را در آن برج‌های بزرگ در امتداد بزرگراه‌ها خواهید دید. هنگامی که برق به محل مورد نیاز نزدیک شد، به پستی برخورد می کند که در آن ترانسفورماتورهای دیگر ولتاژ را برای استفاده محلی پایین می آورند.

زیبایی ترانسفورماتورها این است که واقعاً ترفند تغییر{0} ولتاژ چقدر ساده است. این به نسبت چرخش - می رسد که چند بار سیم در هر طرف حلقه شده است.

دو برابر حلقه در خروجی؟ ولتاژ دو برابر می شود.

ده برابر بیشتر؟ ولتاژ ده برابر می پرد.

حلقه های کمتر؟ افت ولتاژ

در داخل، از هسته‌های آهنی چند لایه - ورق‌های فولادی نازک که روی هم چیده شده‌اند - استفاده می‌کنند تا میدان مغناطیسی را به طور مؤثر هدایت کنند و انرژی هدر رفته را در خود ترانسفورماتور کاهش دهند.

در حالی که ترانسفورماتورهای بزرگ از مسافت‌های طولانی انتقال می‌دهند، ترانسفورماتورهای کوچک‌تر پله‌ای{1} در اطراف خانه نیز مفید هستند. اکثر پریزهای آمریکایی 120 ولت به شما می دهند که برای لامپ و تلویزیون خوب است. اما برخی از وسایل برقی مانند 240 ولت به - بیشتری نیاز دارند.

این زمانی است که یک ترانسفورماتور پله- 120 ولت به 240 ولت مفید است. خواهید دید که از آنها برای موارد زیر استفاده می شود:

خشک کن های برقی

جوشکار قوس الکتریکی در گاراژ

کتری یا لوازم خانگی اروپایی

شارژرهای EV سریعتر

سفر از راه دیگر نیز موثر است. اگر یک ابزار اروپایی 240 ولتی را به ایالات متحده بیاورید، ممکن است به جای لنگیدن ضعیف، یک پله-به سمت بالا نیاز داشته باشد تا به درستی کار کند.

دفعه بعد که در حال رانندگی هستید، مراقب پست های حصاردار با ترانسفورماتورهای فلزی بزرگ که با پره های خنک کننده پوشانده شده اند باشید. این باله ها به خلاص شدن از شر گرمای تولید شده توسط تمام آن فعالیت مغناطیسی داخل کمک می کنند.

این دستگاه ها ستون فقرات کل سیستم الکتریکی ما هستند. بدون ترانسفورماتورهای پله پله که ولتاژ را مستقیماً در نیروگاه افزایش می دهند، زندگی مدرن آنطور که می شناسیم - برق قابل اعتماد در چرخاندن کلید - به سادگی کار نخواهد کرد.

بنابراین دفعه بعد که چراغی را روشن می‌کنید یا گوشی خود را شارژ می‌کنید، به یاد داشته باشید: احتمالاً الکتریسیته صدها مایل را با ولتاژ بالای دیوانه‌وار طی کرده است، همه اینها به لطف برخی سیم‌پیچ‌های هوشمندانه و دست دادن‌های مغناطیسی نامرئی است.

وقتی می ایستید و به آن فکر می کنید بسیار وحشی است، درست است؟

اکنون تماس بگیرید