Indhold
- Transformator Winding Formula
- Transformer Design Calculator
- Transformer Winding Formula and Magnetism
- Eksempler på transformatorvikling
Hvis du nogensinde har spekuleret på, hvordan huse og bygninger bruger elektricitet fra kraftværker, bør du lære om transformatorerne i strømnetfordelinger, som konverterer højspændingsstrømme til dem, du bruger i husholdningsapparater. Disse transformere bruger enkle design på tværs af de fleste typer transformere, men kan variere meget i hvor meget de ændrer indgangsspænding baseret på, hvordan de er bygget.
Transformator Winding Formula
Transformatorerne, som netværksfordelingssystemer bruger, følger enkle design, der bruger spole viklet omkring en magnetisk kerne i forskellige områder.
Disse trådspoler tager indgående strøm og skifter spænding i henhold til transformer drejer forholdet, som er Np/ Ns = Vp/ Vs for antallet af viklinger af primærspolen og sekundærspolen Np og Nshenholdsvis spændingen på den primære spole og den sekundære spole Vp og Vs, henholdsvis.
Dette transformer viklingsformel fortæller dig den brøkdel, hvormed en transformer ændrer den indgående spænding, og at spændingen for spolens vinde er direkte proportional med antallet af viklinger af selve spolerne.
Husk, at selv om denne formel omtales som "forhold", er det faktisk en brøkdel, ikke et forhold. For eksempel, hvis du havde en vikling i den primære spole og fire viklinger i den sekundære spole af en transformer, ville dette svare til en brøkdel af 1/4, hvilket betyder, at transformeren reducerer spændingen med en værdi af 1/4. Men forholdet 1: 4 betyder, at der for en af noget er fire af noget andet, hvilket ikke altid betyder det samme som en brøkdel.
Transformatorer kan øge eller formindske spænding og er kendt som blive bedre eller træde ned transformere afhængigt af hvilken handling de udfører. Dette betyder, at forholdet mellem transformeromdrejninger altid vil være positivt, men kan variere mellem at være større end en for trin-op-transformere eller mindre end en for trin-ned-transformere.
Transformatorviklingsformlen gælder kun, når vinklerne på primær og sekundær vikling er i fase med hinanden. Dette betyder, at for en given vekselstrøm (AC) strømforsyning, der skifter frem og tilbage mellem frem og tilbage strøm, er strømmen i både primær og sekundær vikling synkroniseret med hinanden under denne dynamiske proces.
Der kan være nogle transformatorer med et transformatordrejeforhold på 1, der ikke skifter spænding, men i stedet bruges til at opdele forskellige kredsløb fra hinanden eller til let at ændre modstanden i et kredsløb.
Transformer Design Calculator
Du kan forstå egenskaberne ved transformere til at bestemme, hvad en transformer-designberegner vil tage i betragtning som en metode til at bestemme, hvordan man konstruerer transformere selv.
Selvom de primære og sekundære viklinger på en transformer er adskilt fra hinanden, inducerer den primære vikling en strøm i de sekundære viklinger ved hjælp af en induktionsmetode. Når en vekselstrømforsyning sendes gennem de primære viklinger, strømmer strøm gennem svingene og skaber et magnetfelt gennem en metode kaldet gensidig induktans.
Transformer Winding Formula and Magnetism
Magnetfelt beskriver i hvilken retning og hvordan stærk magnetisme ville virke på en bevægelig ladet partikel. Den maksimale værdi af dette felt er dΦ / dt , ændringsgraden på magnetisk flux Φ over en lille periode.
Flux er en måling af, hvor meget magnetfelt, der flyder gennem et specifikt overfladeareal, såsom et rektangulært område. I en transformer sendes magnetfeltlinierne udad fra den magnetiske spole, hvormed ledningerne er viklet.
Magnetfluxen forbinder begge viklinger sammen, og magnetfeltstyrken afhænger af mængden af strøm og antallet af viklinger. Dette kan give os en transformer design lommeregner der tager højde for disse egenskaber.
I dag er induktansloven, der beskriver hvordan magnetfelter induceres i materialer, dikterer, at spændingen ved enten viklinger induceres V = N x dΦ / dt til enten primære viklinger eller sekundære viklinger. Dette kaldes normalt den inducerede elektromotoriske kraft (emf).
Hvis du skulle måle ændringen i magnetisk flux over en lille periode, kunne du få en værdi på dΦ / dt og brug det til at beregne emf. Den generelle formel for magnetisk flux er Φ = BAcos_θ for magnetfelt _B, overfladeareal af planet i marken EN og vinklen mellem magnetfeltlinjerne og retningen vinkelret på området θ.
Du kan redegøre for geometrien for viklingerne omkring transformerens magnetiske kerne for at måle flux som Φ = Φmax x sinωt til en vekselstrømforsyning hvor ω er vinkelfrekvensen (2Trf for frekvens f) og Φmax er den maksimale flux. I dette tilfælde frekvens f henviser til antallet af bølger, der passerer et givet sted hvert sekund. Ingeniører henviser også til produktet fra aktuelle tidspunkter antallet af svingninger i viklinger som "ampere-vendinger, "et mål på spiralernes magnetiseringskraft.
Eksempler på transformatorvikling
Hvis du ønskede at sammenligne de eksperimentelle resultater af, hvordan transformatorernes viklinger påvirker deres anvendelse, kan du sammenligne de observerede eksperimentelle egenskaber med dem fra en transformatorvindingsberegner.
Softwarevirksomheden Micro Digital tilbyder en online Transformer Winding Calculator til beregning af Standard Wire Gauge (SWG) eller American Wire Gauge (AWG). Dette gør det muligt for ingeniører at fremstille ledninger med den passende tykkelse, så de kan bære ledninger, der er nødvendige til deres formål. Transformatorens lommeregner fortæller dig den individuelle spænding gennem hver vikling.
Andre regnemaskiner som den fra fremstillingsvirksomheden Flex-Core giver dig mulighed for at beregne trådstørrelsen til forskellige praktiske anvendelser, hvis du indtaster belastningen, den nominelle sekundærstrøm, ledningslængden mellem den aktuelle transformer og måleren og indgangsbelastningen for måler.
Den nuværende transformator opretter en vekselstrømsforsyning i sin sekundære vikling, der er proportional med strømmen i den primære vikling. Disse transformere reducerer højspændingsstrømme til lavere værdier ved hjælp af en nem metode til overvågning af den faktiske elektriske strøm. Byrden er selve måleinstrumentets modstand mod den strøm, der sendes gennem det.
Hyperphysics tilbyder en online Transformer Power Beregning interface, der giver dig mulighed for at bruge som transformer design lommeregner eller som en transformer modstand lommeregner. For at bruge den skal du indtaste en forsyningsspændingsfrekvens, en primær viklingsinduktans, sekundær viklingsinduktans, primært viklingsantal spoler, sekundært viklingsantal spoler, sekundær spænding, primær viklingsmodstand, sekundær viklingsmodstand, sekundær viklingsbelastningsmodstand og gensidig induktans.
Den gensidige induktans M redegør for den effekt, som ændring i belastning på sekundær spole kan udøve på strømmen gennem den primære med en emf = -M ΔI1/ At for ændring i strøm gennem den primære spole AI1 og ændre sig i tiden At.
Enhver online transformer-viklingsregner laver antagelser om selve transformeren. Sørg for at vide, hvordan hvert websted beregner de værdier, det hævder at gøre, så du kan forstå teorien og principperne bag transformere generelt. Hvor tæt de er på transformerviklingsformlen, der følger af en transformers fysik, afhænger af disse egenskaber.