Понижающий и повышающий трансформатор: Какой трансформатор называется повышающим а какой понижающим?

Какой трансформатор называется повышающим а какой понижающим?

Существует много разных электрических  устройств. Рассмотрим одно из основных и распространенных дошедших до наших дней и не потерявшей своей актуальности – трансформатор. Это устройство служит для повышения или уменьшения напряжения в электрических цепях, частоты и числа фаз переменного электрического тока. По изменению напряжения тока они делятся на понижающие  и повышающие значение напряжения сети.

  Какой трансформатор называется повышающим а какой понижающим?

Понижающий  трансформатор уменьшает напряжение тока в электрической цепи. Технически — это реализуется за счет разности напряжений между первичной обмотки устройства и вторичной.

 Какой трансформатор называется повышающим? Повышающий трансформатор повышает значение напряжения электрического тока. На первичной обмотке оно ниже, а на вторичной выше. Тем самым на выходе прибора напряжение выше и за счет определенного числа витков обмотки и сечения имеет нужное значение.

Автотрансформаторы

Наряду с обычными трансформаторами часто в быту и промышленности применяются автотрансформаторы. Отличие от обычных состоит в том, что первичную и вторичную обмотку связывает не только магнитное поле, но и электрическая связь. Мощность в этом устройстве передается не только за счет магнитного поля, но и за счет электрической связи. Какой трансформатор называют повышающим и какой понижающим в автотрансформаторах?  Принципы заложены те же. Какой трансформатор повышающий, а какой понижающий можно определить по соответствующей маркировке. Есть и универсальные устройства, которые выполняют обе функции на понижение и на повышение. Автотрансформаторы широко применяются в цепях  большой мощности и высокого напряжения и, а также регулируют напряжение  в устройствах небольшой мощности.

Как подобрать трансформатор

Чтобы грамотно выбрать  трансформатор необходимо вначале ознакомится с характеристиками приборов  сети, для которой вы будите покупать трансформатор.

Узнать их потребляемую мощность и напряжение.

Далее узнать входное напряжение сети. Зная эти значения можно начать подбирать  устройство. Определим, вначале, нам необходим повышающий или понижающий трансформатор.  Какой трансформатор называют повышающим? Такой, у которого напряжение на входе меньше чем на выходе. Если приборы у нас потребляют напряжение больше, чем на входе сети, то выберем повышающий. Если нет – понижающий.

Смотрим на сумму значений мощности потребляемых приборов. Подбираем трансформатор с выходным параметром соответствующим этой мощности, добавив 20% и напряжению этих приборов. 

Входное напряжение устройства должно соответствовать напряжению сети.

Трансформатор ставим в безопасное место и обязательно заземляем.

Часто покупатели затрудняются в выборе трансформатора. В сложностях подсчета мощности потребляемых приборов. Какой трансформатор является повышающим , какой понижающим. Что выбрать и так далее. Проще обратиться к нашему специалисту и он все сделает.

Рассчитает и подберет универсальный автотрансформатор на все случаи, когда будет необходимо добавить какой либо новый потребляющий прибор.

конструкция, виды и как выбрать?

Понижающие трансформаторы относятся к категории преобразователей значения электрического тока. Причем их входящее напряжение будет выше, чем исходящее. Представленные установки применяются в линиях электропередач и быту. Принцип работы понижающих приборов, особенности и применение будут рассмотрены далее.

Конструкция

В принципе работы трансформаторов используется физический закон электромагнитной индукции. Стандартные устройства имеют сердечник и две обмотки. Первичная обмотка понижающего трансформатора подключается к электрической сети. Вокруг сердечника магнитопривода генерируется магнитное поле. Во вторичной обмотке появляется электричество с определенным показателем напряжения.

Мощность на выходе определяется соотношением количества витков в обеих катушках. Соотношением витков, составляющих обмотку первичной и вторичной катушек, можно выбирать характеристики выходного напряжения. Устройство трансформаторов позволяет получить требуемое значение тока для питания промышленных и бытовых электроприборов.

Трансформаторы напряжения не меняют частоту тока. Для этого понижающему агрегату потребуется иметь в конструкции выпрямитель. Он будет менять частоту тока с переменного до постоянного значения, и наоборот.

В понижающих трансформаторах сегодня применяются полупроводники. Их работу дополняет схема интегрального типа. В цепь включаются конденсаторы, микросхемы, пьезоэлементы, резисторы и т. д. Такой понижающий бытовой трансформатор имеет небольшие габариты, высокий уровень КПД, малый вес. Он не шумит, не нагревается. В трансформаторах представленных типов допускается выбрать мощность исходящего тока. Устройство включает в схему защиту против короткого замыкания. Традиционные конструкции также пользуются спросом. Подобные схемы просты, надежны.

Интересное видео: Понижающий трансформатор

Назначение

Трансформаторы понижающие применяются в различных сферах человеческой деятельности. Силовые конструкции устанавливаются на подстанциях на пути следования линий электропередач. Представленные типы аппаратов понижают при работе показатель тока в сети от 380 до 220 В. При такой мощности работают бытовые электроприборы. Представленная установка называется промышленным трансформатором понижения тока.

К бытовым понижающим разновидностям относят приборы, которые работают на более низких мощностях. Они принимают 220 В на первичный контур, а выдают 42, 36, 12 В, учитывая требования потребителя.

Расчет характеристик оборудования

Трансформатор понижающий может относиться к различным категориям, что зависит от ряда параметров. Помимо конструкционных отличий (наличие пьезоэлементов, конденсаторов и т. д.) оборудование отличается мощностью, назначением, строением. Общим для них является коэффициент трансформации. Он всегда будет меньше 1. Не существует понижающий трансформатор с коэффициентом больше 1. Такие приборы относятся к категории повышающих агрегатов.

Чтобы подобрать правильное количество витков в контурах, производится расчет. Известно, что коэффициент трансформации, равен 0,2. Прибор понижает напряжение в сети. В первичной обмотке 120 витков. Определим количество витков во вторичной катушке:

ВО = 120*0,2 = 24 витка.

Используя коэффициент трансформации, определяем выходное напряжение. Если на первичную обмотку поступает ток 220 В, расчет будет таким:

НВ = 220*0,2 = 44 В.

Зная коэффициент трансформации, как определить мощность оборудования, не составит труда. Когда мы выбираем прибор для изменения параметров тока в цепи, требуется определение потребностей стандартных потребителей. При пониженной нагрузке в сети бытовая техника не будет работать правильно. Чтобы в трансформаторе не вырабатывалось слишком низкое значение тока, обязательно учитывают коэффициент трансформации.

Разновидности

Когда потребность промышленного или бытового оборудования в вопросе уровня напряжения определена, нужно обратить внимание на выбор разновидности аппарата. Различают следующие виды:

1. Тороидальный. Сердечник получил форму тора. Прибор характеризуется малым весом, незначительными габаритами. Широко применяется в радиоэлектронике.
2. Стержневый. Применяются для оборудования высокой или средней мощности. Простота конструкции отличает устройство сердечника.
3. Броневой. Относятся к категории маломощных конструкций. Магнитопривод как броня охватывает контуры.
4. Многообмоточный. Имеет две и более обмотки.
5. Трехфазный. Применяется в промышленной сети. Прибор призван понижать напряжение с 380 В до приемлемого потребителем уровня. В некоторых случаях применяется в бытовых целях.
6. Однофазный. Подключаются к однофазной сети. Это одна из наиболее востребованных разновидностей.

Многообразие представленных конструкций позволяет применять их в различных сферах деятельности человека. Стоимость оборудования зависит от мощности аппаратуры, сложности конструкции, области применения. Про понижающие трансформаторы 380/220 мы уже писали на этой странице.

 

Видео: Силовой понижающий трансформатор с несколькими вторичными обмотками.

Распространенные модели

Покупатели отдают предпочтение в большинстве случаев всего нескольким моделям. Чтобы правильно выбрать аппаратуру, потребуется знать их маркировку, ее расшифровку. Большим спросом пользуются такие модели:

1. ТСЗИ. Трехфазная разновидность, внутренняя конструкция которой защищена специальным кожухом.
2. ОСМ. Применяются в системах сигнализации, освещения. Их устанавливают в специальный ящик. Внутрь корпуса не должна попадать грязь, пыль, влага. Монтируются на дин-рейку.
3. ТТп, ТС-180, ЯТП применяются в бытовых сетях. Монтируются просто. Используются для напряжения невысокого уровня.
4. ОСОВ, ОСО. Обладает сухой системой охлаждения. Применяют в бытовых сетях.

Информац

Повышающий/понижающий преобразователь напряжения своими руками

Всем доброго времени суток, уважаемые самоделкины!
В этой самоделке AKA KASYAN сделает универсальный понижающий и повышающий преобразователь напряжения.

Недавно автор собрал литиевый аккумулятор. А сегодня раскроет секрет, для какой цели он его изготовил.

Вот новый преобразователь напряжения, режим его работы — однотактный.

Преобразователь имеет небольшие габариты и достаточно большую мощность.

Обычные преобразователи делают одно из двух. Только повышают, или только понижают подаваемое на вход напряжение.
Вариант, изготовленный автором может как повысить,

так и понизить входное напряжение до требуемого значения.

У автора имеются различные регулируемые источники питания, с помощью которых он тестирует собранные самоделки.

Заряжает аккумуляторы, да и использует их для различных других задач.

Не так давно появилась идея создания портативного источника питания.
Постановка задачи была такой: устройство должно иметь возможность заряжать всевозможные портативные гаджеты.

От обычных смартфонов и планшетов до ноутбуков и видеокамер, а также справился даже с питанием любимого паяльника автора TS-100.

Естественно можно просто воспользоваться универсальными зарядными устройствами с адаптерами питания.
Но все они питаются от 220В


В случае автора требуется нужен был именно портативный источник различных выходных напряжений.

А таковых в продаже автор не нашел.

Питающие напряжения для указанных гаджетов имеют очень широкий диапазон.
Например смартфонам нужно всего 5 В, ноутбукам 18, некоторым даже 24 В.
Аккумулятор, изготовленный автором, рассчитан на выходное напряжение в 14,8 В.
Следовательно, необходим преобразователь, способный как повышать, так и понижать начальное напряжение.

Обратите внимание, некоторые номиналы указанных на схеме компонентов, отличаются от установленных на плате.


Это конденсаторы.

На схеме указаны эталонные номиналы, а плату автор делал для решения своих задач.
Во-первых, интересовала компактность.

Во-вторых, авторский преобразователь питания позволяет спокойно создать выходной ток в 3 Ампера.

AKA KASYAN большего и не надо.

Связано это с тем, что емкость примененных накопительных конденсаторов небольшая, но схема способна выдать выходной ток до 5 А.

Поэтому схема является универсальной. Параметры зависят от емкости конденсаторов, параметров дросселя, диодного выпрямителя и характеристик полевого ключа.

Замолвим пару слов о схеме. Она представляет собой однотактный преобразователь на базе шим-контроллера UC3843.

Поскольку напряжение от аккумулятора немного больше штатного питания микросхемы, в схему был добавлен 12В стабилизатор 7812 для питания шим-контроллера.

В приведенной схеме данный стабилизатор указан не был.
Сборка. Про перемычки, установленные с монтажной стороны платы.

Этих перемычек четыре, и две из них являются силовыми. Их диаметр должен быть не менее миллиметра!
Трансформатор, вернее дроссель, намотан на желтом кольце из порошкового железа.


Такие колечки можно найти в выходных фильтрах компьютерных блоков питания.
Размеры примененного сердечника.
Внешний диаметр 23,29мм.

Внутренний диаметр 13,59мм.

Толщина 10,33мм.

Скорее всего, толщина намотки изоляции 0,3мм.
Дроссель состоит из двух равноценных обмоток.

Обе обмотки наматываются медной проволокой диаметром 1,2 мм.
Автор рекомендует применять проволоку диаметром немного больше, 1,5-2,0 мм.

Витков в обмотке десять, оба провода наматываются разом, в одном направлении.

Перед установкой дросселя перемычки заклеиваем капроновым скотчем.

Работоспособность схемы заключается в правильной установке дросселя.


Необходимо правильно припаять выводы обмоток.

Просто установите дроссель, как это показано на фото.

Силовой N-канальный полевой транзистор, подойдет практически любой низковольтный.

Ток транзистора не ниже 30А.

Автор использовал транзистор IRFZ44N.

Выходной выпрямитель — это сдвоенный диод YG805C в корпусе TO220.


Важно использовать диоды Шоттки, так как они дают минимальную просадку напряжения (0,3В против 0,7) на переходе, это влияет на потери и нагрев. Их также легко найти в пресловутых компьютерных блоках питания.

В блоках они стоят в выходном выпрямителе.

В одном корпусе — два диода, которые в схеме у автора запараллелены для увеличения проходящего тока.
Преобразователь стабилизирован, имеется обратная связь.

Выходное напряжение задает резистор R3

Его можно заменить на выносной переменный резистор для удобства работы.

Преобразователь также снабжен защитой от короткого замыкания. В качестве датчика тока применен резистор R10.

Это низкоомный шунт, и чем выше его сопротивление тем меньше ток срабатывания защиты. Установлен SMD вариант, на стороне дорожек.

Если защита от КЗ не нужна, то этот узел просто исключаем.

Еще защита. На входе схемы стоит предохранитель на 10А.

Кстати, в плате контроля аккумулятора уже установлена защита от КЗ.

Конденсаторы, применяемые в схеме крайне желательно брать с низким внутренним сопротивлением.


Стабилизатор, полевой транзистор и диодный выпрямитель крепятся к алюминиевому радиатору в виде согнутой пластины.


Обязательно изолируем подложки транзистора и стабилизатора от радиатора при помощи пластиковых втулок и теплопроводящих изолирующих прокладок. Не забываем и про термопасту. А установленный в схеме диод уже имеет изолированный корпус.


Благодаря ШИМ-управлению, КПД у преобразователя весьма высокий кпд.
Например, ток холостого хода, в зависимости от питающего напряжения, находится в пределах 20мА — 40мА.


Приступим к испытаниям.
Для начала проверим диапазоны выходных напряжений.
Подадим на вход 12 В. Выходное напряжение достигает двадцати пяти. Выше поднимать нельзя, выходные конденсаторы на 25 В.

Минимальное выходное напряжение составляет 4,85 В. Следовательно, можно заряжать все USB гаджеты.


Стабилизация работает отлично! Увеличив входное напряжение до 22,2 В, выходное находится точно в установленных пределах.

При компактных размерах стабилизатор дает выходной ток 2,5 — 3 А практически без просадки выходного напряжения.

Важно усилить припоем широкие силовые дорожки печатной платы. Ибо там протекают большие токи.

Большое спасибо AKA KASYAN за проделанный труд!

Ссылки на комплектующие находятся в описании к оригиналу видео.
Ссылка на оригинальное видео — под текстом кнопка «источник».
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Принцип действия трансформатора для повышения напряжения

Открытие в далёком 1831 году великим учёным Фарадеем принципа электромагнитной индукции позволило по-новому взглянуть на многие законы электротехники. Именно основываясь на взаимодействие электромагнитных полей, через 45 лет после этого великий русский учёный П. Н. Яблочков получил патент на изобретение трансформатора. Классическое определение звучит так: трансформатор — это электрическое устройство, преобразующее ток первичной обмотки одного напряжения, в ток вторичной обмотки с другим напряжением.

Индукционный эффект образуется при изменении электромагнитного поля, поэтому для работы трансформатора необходимо наличие напряжения с переменным током. Трансформация (передача) осуществляется преобразованием электрической энергии первичной обмотки в магнитное поле, а затем, во вторичной обмотке происходит обратное преобразование магнитного поля в электрическую энергию. В случае если количество витков вторичной обмотки будет превышать число витков первичной обмотки, то устройство будет называться повышающим трансформатором. При подключении обмоток в обратном порядке, получается понижающее устройство.

Устройство и принцип работы

Конструктивно повышающее устройство трансформации напряжения состоит из сердечника и двух обмоток. Сердечник собран из пластин электротехнической листовой стали. На него намотаны первичная и вторичная обмотки, из медного провода, различного диаметра. Толщина провода намотки трансформатора напрямую зависит от его выходной мощности.

Сердечник устройства может быть стержневым или броневым. При использовании изделия в сетях низкочастотного напряжения чаще всего применяются стержневые магнит проводы, которые по форме могут быть:

• П-образные.
• Ш-образные.
• Тороидальные.

Изготавливаются сердечники из трансформаторного специального железа, от качественных характеристик которого и зависят многие общие параметры устройства. Набирается сердечник из тонких железных пластин, которые изолированы друг от друга лаком или слоем окиси, для уменьшения потерь за счёт вихревых токов. Могут применяться и готовые половинки, которые сделаны из сплошных железных лент.

Достоинства и недостатки сердечников

• Наборные чаще применяются для устройства магнитопроводов с произвольным сечением, ограничивающимся только шириной пластин. Лучшие параметры имеют устройства трансформации напряжения с квадратным сечением. Недостатком такого типа сердечника считается необходимость плотного стягивания пластин, малый коэффициент заполнения пространства катушки, а также повышенное рассеивание магнитного поля устройства.
• Витые сердечники намного проще наборных в сборке. Весь сердечник Ш-образного типа состоит из четырёх частей, а П-образный тип имеет только две части в своей конструкции. Технические характеристики такого трансформатора гораздо лучше, нежели чем наборного. К недостаткам можно отнести необходимость минимального зазора между частями. При физическом воздействии пластины частей могут отслаиваться, и, в дальнейшем очень трудно добиться плотного их прилегания.
• Тороидальные сердечники имеют форму кольца, которое свито из трансформаторной железной ленты. Такие сердечники имеют самые лучшие технические характеристики и практически полное исключение рассеивания магнитного поля. Недостатком считается сложность намотки, особенно проводов с большим сечением.

В трансформаторах Ш-образного типа все обмотки обычно делаются на центральном стержне. В П-образном устройстве вторичная обмотка может наматываться на один стержень, а первичная — на другой. Особенно часто, встречаются конструктивные решения, когда разделённые пополам обмотки наматываются на оба стержня, а после соединяются между собой последовательно. При этом существенно сокращается расход провода для трансформатора, и улучшаются технические характеристики прибора.

Технические характеристики

Основными характеристиками при эксплуатации трансформатора считаются:

• Напряжение входное.
• Величина напряжения на выходе.
• Мощность прибора.
• Ток и напряжение холостого хода.

Величина отношения напряжений на входе и выходе устройства называется коэффициентом трансформации. Это соотношение зависит только от количества витков в обмотках и остаётся неизменным при любом режиме функционирования устройства.

От диаметра проводов и от типа сердечника напрямую зависит мощность трансформатора, которая со стороны первичной намотки равна сумме мощностей вторичных обмоток, за исключением потерь.

Напряжение, получаемое на выходной обмотке устройства, без подключения нагрузки, называется напряжением холостого хода. Разница между этим показателем и напряжением с нагрузкой указывает на величину потерь за счёт разного сопротивления проводов обмотки.

От качественных показателей сердечника трансформатора полностью зависит величина тока холостого хода. В идеальном случае, ток первичной обмотки создаёт в сердечнике устройства магнитное поле переменного значения, по величине электродвижущая сила которого равна току холостого хода и противоположна по направлению. Но вот в реальности величина электродвижущей силы всегда меньше напряжения на входе, за счёт возможных потерь в сердечнике.

Именно поэтому для уменьшения величины тока холостого хода, требуется материал высокого качества при изготовлении сердечника и минимальный зазор между его пластинами. Таким условиям в большей мере соответствуют тороидальные сердечники.

Типы устройств

В зависимости от мощности, конструкции и сферы их применения, существуют такие виды трансформаторов:

• Автотрансформатор конструктивно выполнен как одна обмотка с двумя концевыми клеммами, а также в промежуточных точках устройства имеются несколько терминалов, в которых располагаются первичные и вторичные катушки.
• Трансформатор тока включает в себя первичную и вторичную обмотку, сердечник из магнитного материала, а также оптические датчики, специальные резисторы, позволяющие ускорять способы регулировки напряжения.
• Силовой трансформатор — это устройство, передающее ток, при помощи индукции электромагнитного поля, между двумя контурами. Такие трансформаторы могут быть повышающими или понижающими, сухими или масляными.
• Антирезонансные трансформаторы могут быть как однофазными, так и трёхфазными. Принцип работы такого устройства мало чем отличается от трансформаторов силового типа. Конструктивно представляет собой устройство литого типа с хорошей теплозащитой и полузакрытой структурой. Трансформаторы антирезонансного типа применяются при передаче сигнала на большие расстояния и в условиях больших нагрузок. Идеально подходят для работы в любых климатических условиях.
• Заземляемые трансформаторы (догрузочные). Особенностью этого типа является расположение обмоток в форме звезды или зигзага. Часто заземляемые приборы применяют для подключения счётчика электрической энергии.
• Пик — трансформаторы используются в устройствах радиосвязи и технологиях компьютерного производства, по принципу отделения постоянного и переменного тока. Конструкция такого трансформатора является упрощённой: обмотка с определённым количеством витков расположена вокруг сердечника из ферромагнитного материала.
• Разделительный домашний трансформатор применяется при передаче энергии переменного тока к другому устройству или оборудованию, блокируя при этом способности источника энергии. В бытовых условиях такие приборы обеспечивают регулирование напряжения и гальваническую развязку. Чаще всего применяются для подавления электрических помех в чувствительных приборах и защиты от вредного воздействия электрического тока.

Обслуживание и ремонт

Желательно человеку, не знающему принцип действия электротехнических приборов, не заниматься ремонтными работами этого оборудования, из-за возможности поражения электрическим током. При ремонте и обслуживании трансформаторных устройств, единственное, что можно исправить, без недопустимых последствий, это перемотка трансформатора.

Перед началом любых ремонтных работ необходимо произвести проверку трансформатора:

• Первым делом необходимо оценить состояние прибора при помощи визуального осмотра, так как порой, потемневшие и вздувшиеся участки, прямо указывают на неисправность обмотки трансформатора.
• Определение правильности подключения устройства. Электрический контур, генерирующий магнитное поле обязательно должен быть подключён к первичной обмотке прибора. А вот вторая схема, потребляющая энергию трансформатора, должна быть включена в обмотку выходного напряжения.
• Фильтрация выходного сигнала фазы определяется как для диодов и конденсаторов на вторичной обмотке устройства.
• Следующим шагом нужно подготовить прибор к контрольному измерению параметров, т. е. снять защитные панели и крышки, чтобы получить свободный доступ к элементам схемы. С помощью тестера нужно в дальнейшем произвести измерение напряжения трансформатора.
• Для проведения измерений, нужно подать питание на схему устройства. Измерение параметров первичной обмотки проводится тестером в режиме переменного тока. Если полученное значение меньше чем на 80% от ожидаемого, то неисправность может быть как в самом трансформаторе, так и в схеме всего устройства.
• Проверку выходной обмотки осуществляют при помощи тестера. При этом проверяем обмотку как на возможность появления короткозамкнутых витков, так и на обрыв провода намотки катушки, по принципу измерения сопротивления (если сопротивление мало — то есть вероятность короткозамкнутых витков, а в случае когда сопротивление обмотки велико — обрыв).

После перемотки повышающего трансформатора напряжения, в случае неисправности обмотки, нужно собрать его в обратной последовательности, при этом особое внимание необходимо уделить наиболее плотному прилеганию пластин сердечника.

Самостоятельное изготовление или ремонт устройства предоставляется процессом очень сложным и трудоёмким. Для выполнения таких работ потребуется наличие необходимых материалов, а также умение производить некоторые специальные расчёты. В частности, нужно будет точно рассчитать количество витков в обмотке трансформатора, диаметр проводов для обмотки, а также сечение и тип сердечника устройства.

Поэтому лучше обратиться для проведения этих операций к квалифицированному человеку, знакомому с основными понятиями и свойствами электротехники и расчётами по необходимым формулам.

Какой трансформатор называют повышающим и какой понижающим

Понижающие трансформаторы относятся к категории преобразователей значения электрического тока. Причем их входящее напряжение будет выше, чем исходящее. Представленные установки применяются в линиях электропередач и быту. Принцип работы понижающих приборов, особенности и применение будут рассмотрены далее.

Конструкция

В принципе работы трансформаторов используется физический закон электромагнитной индукции. Стандартные устройства имеют сердечник и две обмотки. Первичная обмотка понижающего трансформатора подключается к электрической сети. Вокруг сердечника магнитопривода генерируется магнитное поле. Во вторичной обмотке появляется электричество с определенным показателем напряжения.

Мощность на выходе определяется соотношением количества витков в обеих катушках. Соотношением витков, составляющих обмотку первичной и вторичной катушек, можно выбирать характеристики выходного напряжения. Устройство трансформаторов позволяет получить требуемое значение тока для питания промышленных и бытовых электроприборов.

Трансформаторы напряжения не меняют частоту тока. Для этого понижающему агрегату потребуется иметь в конструкции выпрямитель. Он будет менять частоту тока с переменного до постоянного значения, и наоборот.

В понижающих трансформаторах сегодня применяются полупроводники. Их работу дополняет схема интегрального типа. В цепь включаются конденсаторы, микросхемы, пьезоэлементы, резисторы и т. д. Такой понижающий бытовой трансформатор имеет небольшие габариты, высокий уровень КПД, малый вес. Он не шумит, не нагревается. В трансформаторах представленных типов допускается выбрать мощность исходящего тока. Устройство включает в схему защиту против короткого замыкания. Традиционные конструкции также пользуются спросом. Подобные схемы просты, надежны.

Интересное видео: Понижающий трансформатор

Назначение

Трансформаторы понижающие применяются в различных сферах человеческой деятельности. Силовые конструкции устанавливаются на подстанциях на пути следования линий электропередач. Представленные типы аппаратов понижают при работе показатель тока в сети от 380 до 220 В. При такой мощности работают бытовые электроприборы. Представленная установка называется промышленным трансформатором понижения тока.

К бытовым понижающим разновидностям относят приборы, которые работают на более низких мощностях. Они принимают 220 В на первичный контур, а выдают 42, 36, 12 В, учитывая требования потребителя.

Расчет характеристик оборудования

Трансформатор понижающий может относиться к различным категориям, что зависит от ряда параметров. Помимо конструкционных отличий (наличие пьезоэлементов, конденсаторов и т. д.) оборудование отличается мощностью, назначением, строением. Общим для них является коэффициент трансформации. Он всегда будет меньше 1. Не существует понижающий трансформатор с коэффициентом больше 1. Такие приборы относятся к категории повышающих агрегатов.

Чтобы подобрать правильное количество витков в контурах, производится расчет. Известно, что коэффициент трансформации, равен 0,2. Прибор понижает напряжение в сети. В первичной обмотке 120 витков. Определим количество витков во вторичной катушке:

ВО = 120*0,2 = 24 витка.

Используя коэффициент трансформации, определяем выходное напряжение. Если на первичную обмотку поступает ток 220 В, расчет будет таким:

НВ = 220*0,2 = 44 В.

Понижающий трансформатор и все аспекты его выбора

Большинство бытовых приборов не могут напрямую подключаться к электросети в 220В. Для их питания необходимо пониженное напряжение и получить его можно только при использовании специального оборудования. К таким приборам относится понижающий силовой трансформатор. Этот прибор способен преобразовывать переменное напряжение одного значения в такой же параметр, только с другими показателями. Он широко используется в радиоэлектронной и электротехнической отраслях промышленности, в быту.

Конструктивные особенности

Схема трансформатора

Основным блоком агрегата является ферромагнитная катушка. Ее обмотки выполнены из медных проводов. По принципу действия они делятся на первичные – на них подается напряжение из сети и вторичные – с которых оно снимается потребителями.

Между собой их связывает переменное магнитное поле, наводимое в сердечнике трансформатора электронного понижающего. При этом между ними отсутствует электрический контакт. У таких моделей число витков на первичной обмотке больше, чем у вторичной, что приводит к уменьшению параметров на выходе.

Все рабочие детали трансформатора напряжения понижающего, располагаются в корпусе, но есть приборы и не имеющие его. Наличие или отсутствие кожуха зависит от технологии изготовления устройства. В одном случае – это сердцевина, заключенная в обмотке, выполненной в стержневом виде. Во втором сердечник находится внутри броневого вида, при котором витки могут располагаться как вертикально, так и горизонтально.

На чем основывается работа оборудования

Функционирование таких приборов основывается на законе Фарадея или явлении электромагнитной индукции. Она заключается в следующем. На первичную обмотку трансформатора электронного понижающего поступает напряжение. При этом переменный ток проходя через нее приводит к созданию магнитного поля. Это обеспечивает появление напряжения во вторичной обмотке за счет возбуждения электродвижущей силы.

Смотрим видео, принцип работы прибора:

Соотношение параметров приблизительно соответствует числу витков в соответствующих обмотках трансформаторов понижающих однофазных. Поэтому уменьшение напряжения приводит к повышению силы тока. Кроме этого в процессе работы оборудования неизбежны незначительные потери энергии, не превышающие 2-3% и мощности.

Виды и их особенности

Приборы, используемые для преобразования напряжения, представлены различными модификациями. В зависимости от типа сердечника они подразделяются на:

1. Стержневые;
2. Броневые;
3. Тороидальные.

Технические характеристики у понижающих трансформаторов почти не отличаются, в то время как способ изготовления у каждого из представленных видов особенный.

Смотрим видео, виды и их классификация:

Среди всего разнообразия моделей наибольшее распространение получили сухие трансформаторы напряжения понижающие. Но очень часто находят применение и силовые приборы, работающие на масле.

Они могут быть:

• Одно;
• Трехфазными.

Трансформатор электронный понижающий первого типа получает питание от сети, в которой ток течет по четырем проводам, три из которых – это фаза и один – ноль. Однофазные получают ток, протекающий по двух проводам. В жилых домах обычно используются именно такие сети.

Силовые масляные трансформаторы понижающие трехфазные имеют идеальный единичный коэффициент, а некоторые из них могут преобразовывать напряжение равное 600В. Обычно такими параметрами характеризуются крупногабаритные приборы, использующиеся на производстве. Есть среди трансформаторов электронных понижающих, и компактные, предназначенные для применения в быту.

Различают оборудование и по выходному напряжению. Оно может быть, как 12 так 380В. Возможно некоторые собирают трансформатор своими руками. Особых сложностей в этом нет, а инструкцию и схему можно легко найти в сети.

Основные характеристики

Маркировка оборудования зависит от его параметров. И чтобы в ней разобраться необходимо знать все его технические характеристики. Поскольку трансформаторы электронные понижающие бывают одно- или трехфазными, то и параметры у них будут соответственно отличаться.

Виды и типы

Основными для рассматриваемых приборов считаются такие показатели, как:

• Частота;
• Мощность;
• Выходное напряжение;
• Габариты;
• Вес.

И если первый параметр будет неизменным у различных моделей, то все остальные имеют существенные различия. Причем габариты и все увеличиваются вместе с возрастанием мощности. Наибольшего значения эта характеристика достигает у больших промышленных устройств. Но и габариты такого трансформатора электронного понижающего весьма впечатляющие.

В то же время бытовые модели отличаются небольшими размерами и массой. Они легки в транспортировке и монтаже.

Как правильно выполнить расчет?

Отличие понижающих приборов от повышающих состоит в соотношении количества витков на обмотках. И именно этот параметр называется коэффициентом трансформации напряжения. У всех повышающих моделей этот параметр меньше единицы.

Выполнить расчет понижающего трансформатора можно основываясь на законах физики. Выполняется это следующим образом. Доказанным фактом является утверждение, что работа прибора основана на явлении электромагнитной индукции. Ток, проходя по обмотке приводит к появлению магнитного потока. Он возбуждает ЭДС. А так как сердечник трансформаторов напряжения понижающих бытовых изготавливается из стали, то он концентрирует магнитное поле с потоком внутри него.

Определить значение ЭДС в одном витке можно основываясь на законе Фарадея по формуле:

е=Ф, где

Ф- производная потока магнитной индукции по времени.

Основываясь на этом равенстве и проведя ряд вычислений получаем следующее соотношение:

U1/U2 ≈ E1/E2 = N1/N2 = К, где

U1 и U2 – действующие напряжения;

E1 и E2 – ЭДС;

N1 и N2 – число витков.

Если исходя из этой формулы коэффициент получается больше 1, значит, ваш прибор понижающий.

Назначение обмоток

Устройство трансформатора напряжения понижающего, было рассмотрено выше, а в этом разделе будет рассказано об одном из самых важных элементов. Это первичная и вторичная обмотки. Они располагаются на магнитопроводе понижающих трансформаторов. Причем ближе к нему находится та, на которой более низкое напряжение. Такое расположение не случайно, так как ее легче изолировать.

Смотрим видео, правильное подключение трансформатора к сети:

Между ними находятся прокладки или другие изоляционные детали, которые чаще всего выполняются из электрокартона.

Первичная обмотка подключается к источнику переменного напряжения, а вторичная к устройствам, потребляющим энергию. Причем к одному трансформатору может быть одновременно подключено несколько таких приборов.

Для выполнения обмотки используются провода, изолированные кабельной бумагой. Они могут иметь различные типы сечения:

• Круглое;
• Прямоугольное.

По способу расположения они делятся на:

• Располагаемые на стержнях концентрически;
• Дисковые наматываемые в порядке чередования.

Преимущества и недостатки

Использование рассматриваемого оборудования не только в промышленности, но и в быту объясняется не только необходимостью снижения напряжения до безопасной для человека величины 12В. Такие приборы отличаются нетребовательностью к входным параметрам. Они способны работать при напряжении в 110В, обеспечивая постоянное его значение на выходе.

К недостаткам понижающих трансформаторов можно отнести;

• Ограниченный емкостной ресурс, ограниченный 5 годами;
• Малую мощность, лучшие из них не способны обеспечивать более 30 Вт;
• Более высокая стоимость, чем у индуктивных моделей.

Но в то же время у них не мало и преимуществ. Одним из основных являются более компактные габариты и вес, что делает из более удобными в монтаже и транспортировке. Также эти приборы не создают радиопомех и способны обеспечить плавное увеличение напряжения. Понижающие трансформаторы меньше нагреваются. Этот параметр очень часто оказывается решающим при выборе оборудования.

Оснащение некоторых моделей терморегуляторами позволяет им отключаться при перегреве электросхем и КЗ, тем самым продлевая срок службы.

 

▷ Повышающие и понижающие трансформаторы

Один из наших коллег по ЕЭС прислал нам эту статью несколько дней назад. Помните, что вы можете делать то же самое и говорить о чем угодно, даже о себе!

Что такое трансформатор?

Трансформаторы — это устройства, которые изменяют (трансформируют) напряжение подаваемой мощности для удовлетворения индивидуальных потребностей потребителей энергии. Он использует принцип электромагнитной индукции для изменения напряжения (переменной разности) от одного значения к другому, меньшему или большему.

Трансформатор состоит из обмотки из мягкого железа с двумя другими обмотками, намотанными вокруг нее, но не соединенными друг с другом. Стальные катушки могут быть расположены друг над другом или намотаны на отдельных участках железного сердечника.

Катушка, на которую подается переменное напряжение, называется первичной обмоткой или первичной катушкой. Переменный ток в первичной обмотке создает изменяющееся магнитное поле вокруг нее всякий раз, когда подается переменный потенциал. Переменный ток, в свою очередь, вырабатывается изменяющимся полем во вторичной катушке, и величина производимого тока зависит от количества обмоток во вторичной катушке.

Существует два типа трансформаторов, а именно: понижающие и повышающие трансформаторы. Как правило, разница между ними заключается в количестве создаваемого напряжения в зависимости от количества вторичных катушек.

Понижающий трансформатор

Существует два типа трансформаторов, а именно: понижающие и повышающие трансформаторы. Как правило, разница между ними заключается в количестве создаваемого напряжения в зависимости от количества вторичных обмоток.

В понижающем трансформаторе считается тот, у которого вторичных обмоток меньше, чем первичных.Другими словами, вторичное напряжение трансформатора меньше первичного. Таким образом, трансформатор предназначен для преобразования энергии высокого напряжения с низким током в мощность с низким напряжением и высоким током, и он в основном используется в быту.

Обычный случай понижающего применения — дверные звонки. Обычно для дверных звонков используется напряжение 16 вольт, но в большинстве бытовых цепей питания напряжение составляет 110–120 вольт. Таким образом, понижающий трансформатор дверного звонка получает 110 вольт и снижает его до более низкого напряжения, прежде чем подать его на дверной звонок.

Понижающие трансформаторы в основном используются для преобразования электроэнергии 220 вольт в 110 вольт, необходимые для большинства бытового оборудования.

Повышающие трансформаторы

Повышающий трансформатор — прямая противоположность понижающему трансформатору. На вторичной обмотке больше витков, чем на первичной обмотке повышающих трансформаторов. Таким образом, напряжение, подаваемое на вторичный трансформатор, больше, чем напряжение на первичной обмотке.Из-за принципа сохранения энергии трансформатор преобразует низкое напряжение, сильноточный ток, в высокое напряжение-слабый ток. Другими словами, напряжение было увеличено.

Вы можете найти повышающие трансформаторы, расположенные рядом с электростанциями, которые рассчитаны на работу в мегаваттах. Помимо электростанций, повышающие трансформаторы также могут использоваться для локальных и небольших приложений, таких как рентгеновский аппарат, для работы которого требуется около 50 000 вольт. Даже микроволновая печь требует для работы небольшого повышающего трансформатора.

Совет. Тип используемой металлической обмотки является одним из факторов, которые учитываются при определении КПД трансформаторов. Медные катушки более эффективны, чем многие другие металлические катушки, такие как алюминий. Однако медные обмотки, как правило, стоят дороже, но вы можете рассчитывать на то, что со временем вы сэкономите начальную стоимость, поскольку эффективность материала позволит сэкономить на стоимости электроэнергии.

Как вам понравилась первая попытка вашего товарища по участию? Оставьте свои впечатления.

Повышающий и понижающий трансформатор

| Купите повышающий и понижающий трансформатор для преобразования электрического напряжения с 110-120 В на 220-240 В

Переключить меню

• Сравнить
• Подарочные сертификаты
• авторизоваться
• о нас
• свяжитесь с нами
• 0 Товар

Поиск

Поиск

• Асфальт
  • Вяжущие вещества и оборудование для определения содержания асфальта
  • Испытания асфальтового вяжущего
  • Машины для извлечения асфальта
  • Инструменты для асфальта
  • Оборудование для измерения температуры вспышки асфальта
  • Испытательные машины и оборудование Marshall для проверки устойчивости
  • Оборудование для проектирования асфальтовой смеси
  • Оборудование для испытаний асфальтового покрытия
  • Пенетрометры и оборудование для испытаний на проникновение асфальта
  • Оборудование для испытаний на проницаемость асфальта
  • Оборудование для испытаний асфальтного риса
  • Контейнеры для проб для испытаний асфальта
  • Дорожное испытательное оборудование SHRP
  • Оборудование для измерения удельного веса асфальта
  • Термометры для испытаний асфальта
  • Оборудование для испытания вязкости асфальта
  • Лабораторные водяные бани для испытаний асфальта
• Совокупный
  • Агрегатные грохоты и сортировочное оборудование
  • Агрегатные сита
  • Классификационные устройства для совокупного тестирования
  • Машины для испытаний на износостойкость и истирание
  • Оборудование для испытаний на влажность
  • Делители и разделители сэмплов
  • Аксессуары для сит
  • Сетчатые щетки
  • Машины для встряхивания сит
  • Сито роторные просеивающие машины
  • Оборудование для измерения удельного веса
  • Ультразвуковые машины для очистки сит
• Цемент
  • Оборудование для испытаний на воздухопроницаемость
  • Принадлежности для испытаний раствора ASTM и призматических испытаний раствора
  • Пенетрометры для цемента и бетонных растворов
  • Оборудование для испытаний на расширение цементного автоклава
  • Бетономешалки
  • Кубические формы
  • Проба цементного лабораторного испытательного оборудования
  • Таблицы расхода
  • Игла Гиллмора для цемента
  • Стандартный песок и кварцевый песок для испытаний ASTM
  • Турбидиметр
  • Оборудование и принадлежности для метода испытаний Vicat Appratus
• Бетон
  • Бетонные аксессуары
  • Машины для испытания бетона на сжатие
  • Бетонные измерители вовлечения воздуха
  • Формы для бетонных балок и испытатели балок
  • Бетонное перекрытие
  • Бетонные колонковые сверла и детали
  • Мониторинг трещин в бетоне
  • Формы и аксессуары для бетонных кубов
  • Оборудование для отверждения бетона
  • Оборудование для выдержки бетона
  • Инструменты для измерения бетона
  • Бетономешалки
  • Бетонные измерители влажности
  • Оборудование для испытания бетонной просадки
  • Бетонные испытательные цилиндры
  • Отбойные молотки для бетона
  • Оборудование для измерения веса бетонных блоков
  • Оборудование для испытаний бетона на вибрацию
  • Оборудование для испытаний на коррозию
  • Пилы для кирпичной кладки и шлифовальные машины для концов цилиндров по бетону
  • Стулья из арматуры
  • Локаторы арматуры и дефектоскопия
  • Самоконсолидирующееся испытание бетона
  • Термометры для испытаний бетона
• Почвы
  • Оборудование для определения коэффициента подшипника в Калифорнии
  • Классификация
  • Оборудование для проверки полевой плотности
  • Ручные шнеки и оборудование для отбора проб почвы
  • Испытательное оборудование для анализа ареометров
  • Оборудование для проверки пределов жидкости и Аттерберга
  • Пенетрометры
  • Относительная плотность оборудования для испытаний почвы
  • Испытательное оборудование песчаного конуса
  • Оборудование для испытаний на сдвиг и уплотнение грунта
  • Предел усадки оборудования для испытаний грунта
  • Уплотнители грунта и формы для уплотнения
  • Эжекторы, экструдеры и триммеры для почвы
  • Оборудование для измерения влажности почвы
  • Почвенные пермеаметры
  • Измерители pH почвы для тестирования
  • Оборудование для испытания прочности почвы
  • Термометры для почвы
  • Удельный вес оборудования для испытаний почвы
  • Трехосное испытательное оборудование

Разница между понижающими и повышающими трансформаторами

Трансформатор необходим для изменения напряжения источника питания в соответствии с потребностями конкретных приборов или машин.Согласно Словарю Мерриам-Вебстера, трансформатор — это устройство, изменяющее напряжение электрического тока. Большинство людей не знает, что существует два типа трансформаторов: понижающий и повышающий трансформаторы . Разница между этими двумя понятиями очень хитрая, но необходимость знать это очень важна. Неправильное использование повышающего или понижающего трансформатора может повлиять и разрушить наши с трудом заработанные приборы, и, что еще хуже, это может вызвать серьезные проблемы, особенно для наших семей.Позвольте мне представить вам сценарий:

Вы подключили свое устройство на 110 В, например, светодиодный телевизор, к розетке 220 В с помощью повышающего трансформатора. Как вы думаете, что может случиться? Да, это может привести к немедленному повреждению вашего прибора или, что еще хуже, к серьезной проблеме, которая поставит под угрозу безопасность вашей семьи. Слишком опасно рисковать!

Итак, теперь вы можете спросить, в чем реальная разница между понижающим и повышающим трансформатором?

Понижающие трансформаторы

Понижающие трансформаторы предназначены для понижения электрического напряжения.У него меньше витков во вторичной обмотке. Таким образом, снижается напряжение. Например, здесь, на Филиппинах, у нас есть электроснабжение 220 В. Но так как у нас есть родственники или друзья за границей, которые присылают нам приборы, требующие питания 110 В, необходимо использовать понижающий трансформатор. Использование понижающего трансформатора фактически означает, что напряжение было «понижено». Пожалуйста, обратитесь к диаграмме.

Электроснабжение 220 В на Филиппинах снижается до 110 В, которое требуется для вашего устройства.Вход 220 В, выход 110 В. Так работает понижающий трансформатор.

Повышающие трансформаторы

С другой стороны, повышающий трансформатор используется, когда вторичное напряжение больше первичного. У него больше витков во вторичной обмотке. Обычно он используется как пускатель электродвигателя. Для начала вращения двигателя требуется большое напряжение. Повышающий трансформатор также необходим для использования продукта на 220 В в стране с питанием 110 В. Другими словами, напряжение было «повышено».Как вы можете видеть на схеме, входное напряжение 110 В, а выходное — 220 В. Это основная цель повышающего трансформатора.

Итак, вот и все, разница между понижающим трансформатором и повышающим трансформатором. Лучше не путать их так, иначе вы можете пожалеть о последствиях, верно?

Повышающий, понижающий и развязывающий трансформаторы

1 Повышающие, понижающие и развязывающие трансформаторы Этот рабочий лист и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите или отправьте письмо по адресу Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. Условия данной лицензии разрешают свободное копирование, распространение и / или изменение всех лицензионных произведений широкой публикой. Ресурсы и методы для изучения этих предметов (перечислите несколько здесь, чтобы подготовиться к вашему исследованию): 1

2 Вопрос 1 Вопросы Если катушка изолированного провода намотана вокруг железного сердечника, образуется индуктивность.Даже если у провода есть незначительное сопротивление, ток через катушку от источника переменного тока будет ограничен индуктивным реактивным сопротивлением (XL) катушки, поскольку магнитный поток в железном сердечнике колеблется назад и вперед, вызывая противоэдс: Железная катушка Постройте кривую мгновенного магнитного потока (φ) в железном сердечнике, соответствующую мгновенному приложенному напряжению (v), показанному на этом графике: φ = ??? v Файл времени

3 Вопрос 2 Если мы запитаем катушку индуктора осциллирующим (переменным) напряжением, мы создадим колебательный магнитный поток в сердечнике индуктора: Колебательный ток Колебательный поток Если мы намотаем вторую катушку провода вокруг того же магнитопровода, что и магнитопровод, с первой катушкой (индуктором) мы создаем ситуацию, когда существует взаимная индуктивность: изменение тока через одну катушку вызывает напряжение в другой, и наоборот.Это, очевидно, приведет к наведению переменного напряжения во второй проволочной катушке: Осциллирующий ток Осциллирующий поток Индуцированное напряжение Как называется такое устройство с двумя катушками, имеющими общий магнитный поток? Кроме того, постройте кривую магнитного потока и кривую вторичного (индуцированного) напряжения на том же графике, что и форму волны первичного (приложенного) напряжения: v s = ??? φ = ??? v p Файл времени

4 Вопрос 3 Предположим, что 1200 витков медной проволоки намотаны вокруг одной части железного обруча, а 3000 витков проволоки намотаны вокруг другой части того же обруча.Если на катушку с 1200 витками подается напряжение 15 В переменного тока (среднеквадратичное значение), какое напряжение появится между концами катушки с 3000 витками? файл Вопрос 4 Рассчитайте выходное напряжение вторичной обмотки трансформатора, если первичное напряжение составляет 35 вольт, вторичная обмотка имеет 4500 витков, а первичная обмотка имеет 355 витков. V вторичный = файл Вопрос 5 Рассчитайте выходное напряжение вторичной обмотки трансформатора, если первичное напряжение составляет 230 вольт, вторичная обмотка имеет 290 витков, а первичная обмотка имеет 1120 витков.V вторичный = файл Вопрос 6 Объясните, чем конструкция понижающего трансформатора отличается от конструкции повышающего трансформатора. файл Вопрос 7 Объясните, чем конструкция изолирующего трансформатора отличается от конструкции повышающего или понижающего трансформатора. Файл Вопрос 8 Предскажите, как все компоненты напряжения и токи в этой цепи будут затронуты в результате следующих неисправностей. Рассматривайте каждую неисправность независимо (т. Е. По одной, без множественных неисправностей): Предохранитель T 1 V 1 Нагрузка Первичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя: Первичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя закорочена: Вторичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя: Нагрузка не замыкается накоротко: Для каждого из этих условий объясните, почему возникнут результирующие эффекты.файл

5 Вопрос 9 Что-то вышло из строя в этой цепи, потому что лампочка не загорается, когда переключатель замкнут: 120 В 15 В ВЫКЛ ВКЛ Какой тип (-ов) неисправности (-ей) трансформатора может вызвать подобную проблему, и как можно проверить с помощью мультиметра? файл

6 Вопрос 10 В показанной здесь схеме есть проблема: лампа не загорается, хотя известно, что источник переменного тока исправен.Вы знаете, что раньше схема работала нормально, поэтому она спроектирована правильно. Что-то в нем вышло из строя: TP1 Переключатель TP2 TP5 TP6 Лампа 115 В переменного тока TP3 TP4 TP7 TP8 Определите неисправность одного компонента или провода, которая может быть причиной того, что лампа не горит, и опишите, как вы будете использовать испытательное оборудование для проверки этой неисправности. Один неисправный провод или компонент в цепи, который, возможно, может объяснить проблему, а также тип неисправности (обрыв или короткое замыкание), о котором вы подозреваете. Определите тип тестового измерения, которое вы будете проводить в этой цепи, и где вы бы его проводили (определите тестовые точки, между которыми вы бы измерили), чтобы проверить предполагаемую неисправность.файл Вопрос 11 Предположим, что понижающий трансформатор выходит из строя из-за случайного короткого замыкания на вторичной (нагрузочной) стороне цепи: Случайное короткое замыкание на источник переменного тока Нагрузка То, что трансформатор действительно вышел из строя в результате короткого замыкания, не имеет Сомневаюсь: незадолго до того, как ток в цепи прекратился, из него был виден дым. Техник снимает перегоревший трансформатор и быстро проверяет целостность обеих обмоток, чтобы убедиться, что он не разомкнут. Она обнаруживает, что первичная обмотка разомкнута, но вторичная обмотка все еще непрерывна.Озадаченная этим открытием, она просит вас объяснить, как первичная обмотка могла выйти из строя, в то время как вторичная обмотка все еще не повреждена, если действительно короткое замыкание произошло на вторичной стороне цепи. Что бы вы сказали? Как это возможно, что неисправность на одной стороне трансформатора привела к повреждению другой стороны? файл

7 Вопрос 12 Двигатель переменного тока получает пониженное напряжение через понижающий трансформатор, поэтому он может нормально работать от источника 277 В: TP1 SW 1 SW Предохранитель 2 TP3 TP4 TP5 TP2 V источник 277 В 115 В Mtr Gnd После многих лет проблем- свободная работа, что-то не получается.Теперь двигатель отказывается работать, когда оба переключателя замкнуты. Техник выполняет четыре измерения напряжения между следующими контрольными точками, когда оба переключателя находятся в положении «включено»: Шаг Измерение 1 В TP2 Gnd = 277 В 2 В TP3 Gnd = 277 В 3 В TP5 Gnd = 0 В 4 В TP4 Gnd = 0 В Завершено В этой расширенной таблице шаги технического специалиста выполняются в том же порядке, в котором проводились измерения напряжения, с обозначением состояния каждого компонента как O (возможно, разомкнут), S (возможно, закорочено) или OK (заведомо исправно).Первая строка таблицы должна содержать много возможных меток неисправностей (потому что при небольшом количестве данных есть много возможностей), но по мере выполнения большего количества измерений вы сможете ограничить возможности. Предположим, что неисправен только один компонент. Шаг Измерение SW 1 Предохранитель Первичный Вторичный SW 2 Двигатель 1 В TP2 Gnd = 277 В 2 В TP3 Gnd = 277 В 3 В TP5 Gnd = 0 В 4 В TP4 Gnd = 0 В файл

8 Вопрос 13 Если разделительный трансформатор (трансформатор с одинаковым числом витков в первичной и вторичной обмотках) подключен между источником переменного тока и нагрузкой переменного тока, мы будем измерять одинаковое напряжение и одинаковый ток как на источнике, так и на нагрузке. клеммы: 3.5 А А А 3,5 А В 120 В переменного тока 120 В переменного тока Если мы рассчитаем выходную мощность источника и мощность, рассеиваемую нагрузкой, значение будет одинаковым: 420 Вт (P = IV). Теперь предположим, что мы анализируем схему, содержащую повышающий трансформатор (у которого больше витков провода во вторичной катушке, чем в первичной катушке). С повышающим трансформатором напряжение нагрузки будет больше, чем напряжение питания. В этом примере я показываю повышающий трансформатор с соотношением шагов 1: 2: 10 AA 1: 2 AVV 120 В переменного тока 240 В переменного тока Предполагая, что сопротивление нагрузки полностью отличается от сопротивления первой цепи (изолирующего трансформатора), что вы можете сделать вывод о ток нагрузки и мощность (как источника, так и нагрузки) в этой цепи? Ток нагрузки меньше тока источника? Ток нагрузки больше, чем ток источника? Мощность нагрузки больше мощности источника? Объясни свои ответы.файл Вопрос 14 Рассчитайте ток нагрузки и напряжение нагрузки в этой цепи трансформатора: Нагрузка 2390 витков 710 витков 28 В переменного тока 350 Ом I нагрузка = В нагрузка = файл

9 Вопрос 15 Рассчитайте ток источника и ток нагрузки в этой цепи трансформатора: Нагрузка 1400 витков 3610 витков 110 В переменного тока 3,9 кОм I источник = I нагрузка = файл Вопрос 16 Рассчитайте все перечисленные значения для этой схемы трансформатора: 48 В переменного тока витков 4000 витков R нагрузка 150 Ом В первичная = В вторичная = I первичная = I вторичная = Объясните, является ли это повышающим, понижающим или изолирующим трансформатором, а также объясните, чем отличается первичная обмотка от вторичной обмотки в любом трансформаторе.файл

10 Вопрос 17 Рассчитайте все перечисленные значения для этой цепи трансформатора: R нагрузка 1,5 кОм витков 4000 витков 3,7 В переменного тока V первичная = V вторичная = I первичная = I вторичная = Объясните, является ли это повышающим, понижающим или развязывающим трансформатором , а также объясним, чем отличается первичная обмотка от вторичной в любом трансформаторе. файл Вопрос 18 Рассчитайте количество витков, необходимое во вторичной обмотке трансформатора для преобразования первичного напряжения 300 вольт во вторичное напряжение 180 вольт, если первичная обмотка имеет 1150 витков провода.N вторичный = файл Вопрос 19 В типичном повышающем или понижающем трансформаторе для обмотки более высокого напряжения обычно используется провод более тонкого сечения, чем для обмотки более низкого напряжения. Объясните, почему это так. файл Вопрос 20 Механик ходит в школу и изучает электрические цепи переменного тока. Узнав о повышающих и понижающих трансформаторах, он делает замечание, что трансформаторы действуют как электрические версии шестерен с разными передаточными числами. Что механик подразумевает под этим утверждением? Что такое передаточное число и является ли это точной аналогией для трансформатора? файл Вопрос 21 При расчете мощности в цепях трансформатора, как соотносятся мощности первичной и вторичной цепи (P первичная = V первичная I первичная и P вторичная = V вторичная I вторичная)? Один больше другого? Если да, то какой и почему? файл

11 Вопрос 22 Объясните, как этот специальный трансформатор может управлять мощностью, подаваемой на лампочку: Какие преимущества могут быть в использовании трансформатора для управления мощностью переменного тока по сравнению с переменным резистором? Примечание: подобный тип устройства называется Variac, и он обладает теми же преимуществами управления мощностью переменного тока, что и переменный трансформатор, показанный в вопросе.файл Вопрос 23 В этой схеме трансформатора переменного напряжения входное напряжение (120 В переменного тока) переключается на разные ответвления на первичной обмотке трансформатора для создания разных коэффициентов понижения. 120 В переменного тока Несмотря на то, что можно отводить вторичную обмотку трансформатора для получения другого выходного напряжения вместо первичного, есть веская причина для размещения переключателя на первичной стороне цепи. Определите эту практическую причину. файл

12 Вопрос 24 Предположим, энергосистема подает переменный ток на резистивную нагрузку, потребляющую 150 ампер: I = 150 А, R провод = 0.1 Ом Источник переменного напряжения нагрузки 240 В переменного тока R провод = 0,1 Ом Рассчитайте напряжение нагрузки, рассеиваемую мощность нагрузки, мощность, рассеиваемую сопротивлением провода (провод R), и общую эффективность мощности (η = P нагрузка P источника). E load = P load = P lines = η = Теперь предположим, что мы должны были использовать пару идеально эффективных трансформаторов 10: 1 для повышения напряжения для передачи и снова понижения для использования на нагрузке. Пересчитайте напряжение нагрузки, мощность нагрузки, потерянную мощность и общую эффективность этой системы: R wire = 0.1 Ом I = 150 А Нагрузка 2400 В переменного тока Источник переменного тока 240 В переменного тока R провод = 0,1 Ом E нагрузка = P нагрузка = P линии = η = файл Вопрос 25 Объясните, почему трансформаторы широко используются в системах распределения электроэнергии на большие расстояния. Какие преимущества они дают энергосистеме? файл

13 Вопрос 26 Считаются ли трансформаторы, соединяющие генераторы электростанции с высоковольтными линиями электропередач повышающими или понижающими? Поясните свой ответ.файл Вопрос 27 Предположим, вам нужно запитать нагревательный элемент на 120 вольт, 600 ватт от источника 240 вольт. У вас под рукой есть несколько понижающих трансформаторов 240 В / 120 В, но каждый рассчитан только на 400 ВА. Нарисуйте принципиальную схему, показывающую, как можно использовать несколько трансформаторов для согласования нагрузки 120 В с источником 240 В. файл

14 Вопрос 28 Промышленные силовые трансформаторы управления используются для понижения 480 или 240 вольт до уровня, более приемлемого для схем релейного управления: обычно 120 вольт.Некоторые управляющие силовые трансформаторы имеют несколько первичных обмоток для облегчения подключения к источнику переменного тока на 480 или 240 вольт: первичный h2 h4 h3 h5 X1 X2 120 вторичный Такие трансформаторы обычно рекламируются как имеющие первичные обмотки, символ представляет две независимые обмотки с четырьмя точками подключения (от h2 до h5). Покажите соединения на четырех клеммах H, необходимых для работы на 240 В, а также для работы на 480 В, на следующих иллюстрациях: 240 В переменного тока 480 В переменного тока h2 h4 h3 h5 h2 h4 h3 h5 X1 X2 X1 X2 120 В переменного тока 120 В переменного тока файл

15 Вопрос 29 Паяльный пистолет — это инструмент, используемый для быстрого нагрева электрических соединений для пайки.Слишком громоздкий для приложений с печатными платами (PCB), он лучше подходит для проводки точка-точка, где большие провода должны быть присоединены к металлическим наконечникам и другим проводам. Помимо того, что это полезный паяльный инструмент, это устройство также является прекрасным примером понижающего трансформатора. Объясните, как в конструкции паяльника используется понижающий трансформатор (с очень большим передаточным числом!) Для создания высоких температур на жало паяльника. файл Вопрос 30 Катушка зажигания автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине, является примером трансформатора, хотя она не питается от переменного тока.Объясните, как трансформатор может работать от электричества, отличного от переменного тока: Выключатель зажигания Свеча зажигания «Катушка» 12 В постоянного тока Кулачок «Точки» Заземление шасси Файл

16 Вопрос 31 Шунтирующие резисторы обычно используются для измерения тока в силовых цепях, вызывая небольшое падение напряжения, прямо пропорциональное току в цепи. Они особенно полезны для измерения сложных форм колебаний тока в цепях переменного тока, поскольку они совершенно не искажают форму сигнала.Предположим, вы хотите измерить форму волны тока в этой силовой цепи с помощью осциллографа для измерения напряжения, падающего на шунтирующем резисторе: Разъем питания ОСЦИЛЛОСКОП вертикальный YV / дел DC GND Временная развертка триггера переменного тока с / дел X DC GND AC R шунт 120 В AC Нагрузка Если вы подключаете осциллограф к цепи питания, как показано, могут произойти очень плохие вещи, например, плавление заземляющего зажима осциллографа с большим количеством искр! После замены поврежденного узла пробника и длительного перерыва, чтобы успокоить нервы, опытный техник предлагает подключить шнур питания осциллографа к изолирующему трансформатору, чтобы избежать этой проблемы в будущем.Объясните, что такое изолирующий трансформатор, почему он предотвращает проблему короткого замыкания, возникающую в этой цепи, и какие меры предосторожности необходимо соблюдать при его использовании. файл

17 Вопрос 32 Здесь показана принципиальная схема трансформатора, питающего резистивную нагрузку, в точный момент времени, когда напряжение первичной обмотки достигает своего положительного (+) пика: В этот момент времени Определите полярность напряжения на нагрузочный резистор в этот точный момент времени, а также направление тока в каждой из обмоток.файл

18 Вопрос 33 Ethernet — популярный стандарт связи для многих цифровых устройств, включая персональные компьютеры. Первоначально Ethernet задумывался как сетевой стандарт для передачи только цифровых данных без питания. Однако в последующие годы модернизация до стандарта позволила передавать мощность постоянного тока по тем же парам проводов. Стандарт IEEE 802.3af является одним из примеров стандарта Power-over-Ethernet.Здесь показана схема, показывающая, как два устройства Ethernet подключаются друг к другу с помощью кабеля витой пары категории 5 (Cat 5) без передачи питания постоянного тока по кабелю: Разъем RJ-45 Разъем RJ-45 Устройство 1 Устройство 2 Кабель Cat 5 Передача Прием Поток данных Поток данных Прием Передача Цифровые данные состоят из импульсов напряжения во времени (по сути, переменного тока), передаваемых между двумя устройствами по двум наборам витых пар. На следующей схеме показан стандарт 802.3af, позволяющий передавать как питание постоянного тока, так и цифровые данные по одним и тем же парам проводов.Обратите внимание на использование трансформаторов на каждом устройстве: Устройство 1 Устройство 2 (источник питания) (нагрузка) Передача Прием Прием Передача питания постоянного тока Объясните, какие функции трансформаторы выполняют в этой системе и как они позволяют току постоянного тока проходить через провод пары от источника к нагрузке, не мешая сигналам данных Ethernet, которые являются переменным током. файл

19 Вопрос 34 Найдите одного или двух настоящих трансформеров и возьмите их с собой в класс для обсуждения.Перед обсуждением укажите как можно больше информации о ваших трансформаторах: Коэффициент (ы) обмоток Сопротивление обмоток Номинальное напряжение каждой обмотки Номинальный ток каждой обмотки Номинальная частота Применение (мощность, сигнал, звук и т. Д.) Тип (железный сердечник, воздух core и т. д.) файл

20 Ответ 1 Ответы v φ Время Ответ 2 Это устройство называется трансформатором. v s v p φ Время Примечание: относительные амплитуды v p и v s произвольны.Я нарисовал их с разной амплитудой для удобства читателя: чтобы две формы волны не полностью перекрывались и не становились неотличимыми друг от друга. Ответить вольт переменного тока, среднеквадратичное значение. Ответ 4 В вторичный = вольт Ответ 5 В вторичный = 59,6 В Ответ 6 У понижающих трансформаторов меньше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки, а у повышающих трансформаторов больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки. Ответ 7 Понижающие трансформаторы имеют меньшее количество вторичных витков, чем первичных, в то время как повышающие трансформаторы имеют больше вторичных витков, чем первичных витков.Изолирующие трансформаторы имеют одинаковые витки в обеих обмотках. 20

21 Ответ 8 Первичная обмотка трансформатора Т 1 выходит из строя: нет тока через какой-либо компонент, нет напряжения на любом компоненте вторичной стороны. Первичная обмотка трансформатора Т 1 не закорочена: большой ток через предохранитель (который приведет к его перегоранию), небольшой ток через вторичную обмотку или нагрузку, небольшое напряжение на вторичной обмотке или нагрузке.Вторичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя: нет тока через какие-либо компоненты вторичной обмотки, нет напряжения на каких-либо компонентах вторичной обмотки, небольшой ток через первичную обмотку. Короткое замыкание нагрузки: большой ток через предохранитель (который приведет к его срабатыванию), большой ток через вторичную обмотку и нагрузку, небольшое напряжение на вторичной обмотке или нагрузке. Ответ 9 Самым распространенным видом неисправности трансформатора, вызывающим подобную проблему, является обрыв обмотки. Это очень легко проверить с помощью мультиметра (я позволю вам ответить на эту часть вопроса!).Ответ 10 Здесь есть несколько возможностей, поэтому я оставляю это на ваше усмотрение! Ответ 11 Короткое замыкание приведет к увеличению тока в обеих обмотках трансформатора. Ответ 12 Шаг Измерение SW 1 Предохранитель Первичный Вторичный SW 2 Двигатель 1 В TP2 Gnd = 277 В OK OOOOO 2 В TP3 Gnd = 277 В OK OK OOOO 3 В TP5 Gnd = 0 В OK OK OOO OK 4 В TP4 Gnd = 0 В OK OK OO OK OK Не удалось открыть первичную или вторичную обмотку! Последующий вопрос: опишите, что вы будете измерять дальше в этой цепи, чтобы определить, первичная или вторичная обмотка вышла из строя.Ответ 13 Основной физический закон, известный как Закон сохранения энергии, говорит вам все, что вам нужно знать о мощности источника и мощности нагрузки! Исходя из этого, вы должны не только качественно определить ток нагрузки в этой цепи, но и рассчитать его с достаточной степенью точности. Ответ 14 I load = ma Ответ 15 I источник = ma V load = V I load = ma 21

22 Ответ 16 V первичный = 48 вольт V вторичный = вольт I первичный = 30,3 ма I вторичный = 98.5 мА Это понижающий трансформатор. Ответ 17 В первичная = 3,7 В В вторичная = 12,0 В I первичная = 26,1 мА I вторичная = 8,02 мА Это повышающий трансформатор. Ответ 18 N вторичная = 690 витков. Ответ 19 Обмотка с более высоким напряжением выдерживает меньший ток, чем обмотка с более низким напряжением. Ответ 20 Подобно тому, как зубчатые колеса с разным числом зубьев преобразуют механическую мощность между разными уровнями скорости и крутящего момента, электрические трансформаторы преобразуют мощность между разными уровнями напряжения и тока.Ответ 21 В идеале P вторичный = P первичный, хотя эта эквивалентность никогда не бывает вполне точной. На практике вторичный P всегда будет немного меньше первичного P. Ответ 22 Этот трансформатор управляет мощностью лампочки, обеспечивая переменное соотношение напряжений между источником и нагрузкой. Ответ 23 Чтобы свести к минимуму силу тока, которую должны выдерживать контакты переключателя. 22

23 Ответ 24 Простая система (без трансформаторов): E нагрузка = 210 вольт P нагрузка = 31.5 кВт P линии = 4,5 кВт η = 87,5% Сложная система (с трансформаторами): E нагрузка = вольт P нагрузка = кВт P линии = 45 Вт η = 99,88% Последующий вопрос: можете ли вы подумать о каких-либо недостатках схемы, используя Трансформаторы 10: 1 по сравнению с исходной (бестрансформаторной) системой питания? Ответ 25 Трансформаторы используются для повышения напряжения для эффективной транспортировки на большие расстояния, а также для повторного понижения высокого напряжения в цепях в точке использования. Ответ 26 Они считаются повышенными. Ответ VAC 120 VAC 23

24 Ответ VAC 480 VAC h2 h4 h3 h5 h2 h4 h3 h5 X1 X2 X1 X2 120 VAC 120 VAC Ответ 29 На этот вопрос лучше всего ответить, разобрав и осмотрев настоящий паяльный пистолет.Эти инструменты довольно легко разбирать и собирать, поэтому не стоит беспокоиться о повреждении в результате такого исследования. Хотя это само собой разумеется, никогда не разбирайте электрическое устройство, которое все еще подключено к сети! Ответ 30 Для того, чтобы трансформатор работал, ток первичной обмотки должен быстро изменяться во времени. Не имеет значения, действительно ли это переменный ток или только тот, который пульсирует в том же направлении. Возникающий вопрос: является ли форма волны вторичного напряжения синусоидальной? Почему или почему нет? Ответ 31 Изолирующий трансформатор не увеличивает или не понижает напряжение, а просто обеспечивает электрическую изоляцию между первичной и вторичной обмотками.В данном конкретном случае изолирующий трансформатор, вставленный в цепь питания осциллографа, разрывает цепь, образованную соединением зажима заземления пробника с металлическим шасси осциллографа, которое, в свою очередь, подключается к заземляющему контакту на вилке шнура питания, который подсоединен заземлить для безопасности. Использование изолирующего трансформатора таким образом позволяет избежать проблемы короткого замыкания, но только за счет того, что корпус осциллографа не заземлен, что делает его небезопасным для прикосновения !!! Последующий вопрос: определите способ безопасного использования осциллографа для измерения напряжения шунтирующего резистора без использования развязывающего трансформатора.24

25 Ответ Примечание: Показанное направление тока предполагает обозначение «обычного потока», а не обозначение «электронного потока»! Последующий вопрос: обратите внимание на взаимосвязь между направлением тока и полярностью напряжения для каждой из обмоток трансформатора. Что предполагают эти разные отношения относительно потока энергии в цепи? Ответ 33 Проследите за постоянным током от источника к нагрузке, и вы увидите, что в сердечниках трансформатора отсутствует чистый магнитный поток, возникающий из-за постоянного тока, что означает, что трансформаторы не видят постоянный ток для всех практических целей.Ответ 34 Если возможно, найдите техническое описание производителя ваших компонентов (или хотя бы техническое описание аналогичного компонента), чтобы обсудить его с одноклассниками. Будьте готовы подтвердить фактическое сопротивление обмоток ваших трансформаторов в классе с помощью мультиметра! 25

26 Примечания 1 Примечания Существует простая формула (хотя и содержащая производный член), описывающая взаимосвязь между мгновенным потоком (φ) и мгновенным индуцированным напряжением (v). Ваши ученики должны знать, что это такое, и что это нужно применить к этому вопросу! Примечания 2 Спросите своих учеников, как должна быть изготовлена ​​вторичная катушка, чтобы действительно генерировать напряжение, превышающее приложенное (первичное) напряжение катушки.Как насчет создания вторичного напряжения ниже первичного? Примечания 3 Расчет обмоток трансформатора — это просто упражнение в математических соотношениях. Если ваши ученики не сильны в своих навыках соотношения, этот вопрос поможет их отточить! Примечания 4 Расчет обмоток трансформатора — это просто упражнение в математических соотношениях. Если ваши ученики не обладают хорошими навыками соотношения, этот вопрос поможет их отточить! Примечания 5 Расчет обмоток трансформатора — это просто упражнение в математических соотношениях.Если ваши ученики не обладают хорошими навыками соотношения, этот вопрос поможет их отточить! Примечания 6 Попросите своих учеников объяснить взаимосвязь между витками первичной и вторичной обмоток и то, как это влияет на коэффициент преобразования напряжения на основе взаимной индуктивности. Примечания 7 Попросите своих учеников объяснить взаимосвязь между витками первичной и вторичной обмоток и то, как это влияет на коэффициент преобразования напряжения на основе взаимной индуктивности. Примечания 8 Цель этого вопроса состоит в том, чтобы подойти к области поиска и устранения неисправностей в цепях с точки зрения понимания того, в чем заключается неисправность, а не только с учетом симптомов.Хотя это не обязательно реалистичная перспектива, она помогает студентам получить базовые знания, необходимые для диагностики неисправной цепи на основе эмпирических данных. За такими вопросами (в конечном итоге) должны следовать другие вопросы, предлагающие учащимся определить вероятные неисправности на основе измерений. Примечания 9 Конечно, неисправности в этой цепи, не имеющие отношения к трансформатору, также могут помешать зажиганию лампочки. Если позволяет время, было бы хорошо проанализировать несколько сценариев сбоев со своими учениками, предложив им как можно более эффективно определить источник проблемы.Примечания 10 Конечно, неисправности в этой цепи, не связанные с трансформатором, также могут помешать зажиганию лампочки. Если позволяет время, было бы хорошо проанализировать несколько сценариев сбоев со своими учениками, предложив им как можно более эффективно определить источник проблемы. 26

27 Примечания 11 Студентам важно понимать, что трансформатор отражает состояние нагрузки на вторичной стороне по отношению к первичной, так что источник ощущает нагрузку во всех отношениях.То, что происходит на вторичной (нагрузочной) стороне, действительно будет отражено на первичной (исходной) стороне. Примечания 12 Учащиеся могут спросить, почему мы можем сказать, что второй переключатель и двигатель в порядке после того, как техник измерил 0 вольт перед каждым из них. Конечно, мы знаем, что что-то вышло из строя до точек, где измеряется 0 вольт, но это не говорит нам о исправности компонентов после этих точек! Ответом на этот очень хороший вопрос является предположение, сформулированное в конце вопроса: мы должны предположить, что неисправен только один компонент в цепи.Если выключатель 2 или двигатель не разомкнут, это все равно не учитывает отсутствие напряжения между TP4 и землей. Короткое замыкание двигателя могло бы произойти, но тогда предохранитель перегорел бы, в результате чего между TP3 и массой возникло 0 вольт. Итак, мы предполагаем, что двигатель и переключатель 2 должны быть в порядке, потому что только какая-то другая неисправность может вызвать измерения, которые мы читаем. Примечания 13 Единственная причина, по которой я не решаюсь сказать студентам, что они могут точно рассчитать ток нагрузки, состоит в том, что не было указано, является ли трансформатор с потерями вообще.Конечно, ни один настоящий трансформатор не обеспечивает 100% без потерь, и это то, что мы должны учитывать в реальной жизни. Я обнаружил, что подход «Сохранение энергии» имеет смысл не только для студентов, когда они учатся вычислять поведение трансформаторов, но и является отличным подкреплением основного физического закона, хорошее понимание которого будет служить им на протяжении всей их карьеры. Примечания 14 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты считают, что с соотношениями трудно справиться.Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. Примечания 15 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты находят, что с соотношениями трудно справиться. Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. Примечания 16 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты считают, что с соотношениями трудно справиться.Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. Примечания 17 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты считают, что с соотношениями трудно справиться. Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. Заметьте своим ученикам, что различие между повышающим и понижающим трансформатором — это просто вопрос использования.В любом случае можно использовать трансформатор! Примечания 18 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты считают, что с соотношениями трудно справиться. Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. 27

28 Примечания 19 Если у вас есть трансформатор, разрезанный пополам (прямо через сердечник), он станет отличным демонстрационным материалом для обсуждения.Учащиеся сразу же заметят разницу между витками. Примечания 20 Это не только разумная аналогия, но и та, с которой легко связываются многие механически мыслящие люди! Если в вашем классе есть механики, дайте им возможность объяснить концепцию передаточных чисел тем ученикам, которые не знакомы с математикой системы передач. Примечания 21 Самый простой ответ на этот вопрос состоит в том, что P вторичной = P первичной, и это полезный принцип при выполнении расчетов схемы трансформатора.Даже если это не совсем так, это все равно полезный инструмент для проверки достоверности наших расчетов. Спросите своих учеников, почему это так. Примечания 22 Это может помочь привести несколько числовых примеров коэффициента понижения напряжения для трансформатора в этой схеме, чтобы учащиеся лучше понимали, как это устройство управляет мощностью лампочки. Напомните своим ученикам, что современные трансформаторы — это очень эффективные устройства с номинальным КПД при полной нагрузке, обычно превышающим 95%. Если учащиеся спросят о Variac, вы можете показать им эту схему: Variac Конечно, Variac является одним из типов автотрансформатора и, как таковой, не обеспечивает гальванической развязки обычного трансформатора.В некоторых случаях это может быть важно! Примечания 23 При проектировании цепей важно всегда помнить о практических ограничениях таких компонентов, как переключающие контакты. Конечно, может быть много альтернативных способов построения рабочей схемы, но некоторые из них будут более практичными, чем другие. В некоторых случаях может быть лучше разместить переключатель (и отводы обмотки) на вторичной стороне понижающего трансформатора, а не на первичной. Представьте, что напряжение первичной обмотки было 100 кВА вместо 120 В переменного тока.Изложите этот сценарий своим ученикам и спросите их, какие практические ограничения переключателя могут привести к перемещению во вторичную обмотку трансформатора. Примечания 24 Подобный пример обычно поясняет преимущества использования переменного тока вместо постоянного для передачи большого количества электроэнергии на значительные расстояния, а не просто объясняет студентам, почему трансформаторы используются в энергосистемах. Даже при умеренных потерях мощности в трансформаторах (скажем, по 3% потерь в каждом), общий КПД этой системы все равно намного выше, чем без использования трансформаторов вообще.Обсуждая дополнительный вопрос, не забудьте упомянуть о безопасности, если никто из ваших учеников этого не делает. 28

29 Примечания 25 Попросите учащихся подробно объяснить ответ, а не просто повторять то, что говорится в данном ответе. Почему распределение высокого напряжения более эффективно, чем распределение низкого напряжения? Зачем нужно понижать высокое напряжение для применения в местах использования? Примечания 26 Примечания 27 Попросите своих учеников определить повышение и понижение применительно к трансформаторам энергосистемы.Если вы, студенты, еще не изучали мощность переменного тока (ватты, вольт-амперы и вольт-амперы, реактивные), позвольте им сначала определить, что означает ВА, а затем дайте им понять, что это просто эквивалент ватт для резистивной нагрузки. Сопоставление доступных компонентов с конкретной задачей — очень реальная проблема, поэтому ученикам стоит обсудить этот вопрос и тщательно его понять. Примечания 28 Этот тип трансформатора очень распространен в промышленных системах управления. Обсудите со своими учениками, почему клеммы первичной обмотки расположены так, как они есть (h2-h4-h3-h5), чтобы облегчить перемычку возле клемм с помощью металлических зажимов.Примечания 29 Для студентов, у которых нет паяльных пистолетов для разборки, и для тех, кто не хочет рисковать, испортив инструмент из-за неправильной разборки / повторной сборки, нетрудно найти фотографии внутренних частей паяльного пистолета. Сборка понижающего трансформатора должна быть очевидна при осмотре. Примечания 30 Это очень распространенное применение трансформаторной техники: катушка зажигания, используемая для воспламенения топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания бензинового двигателя. Этот вопрос также касается проблемы, которую студенты иногда неправильно понимают, что трансформаторы в основном являются устройствами переменного тока, а не постоянного тока.Было бы неплохо иметь автомобильную катушку зажигания для демонстрации в классе. Вместо свечи зажигания можно использовать неоновую лампу для индикации наличия высокого напряжения. Что касается ответа на сложный вопрос, осциллограф быстро докажет природу формы волны для любого трансформатора, запитанного пульсирующим постоянным током. Примечания 31 Этот урок по использованию осциллографа очень полезен, так как студенты обязательно столкнутся с проблемами в цепях, возникающими из-за заземления через заземление корпуса осциллографа.Было бы неплохо иметь осциллограф и омметр в классе во время обсуждения, чтобы учащиеся могли сами проверить общие соединения. Примечания 32 Одна из точек зрения, которая может помочь учащимся понять направления тока через каждую обмотку трансформатора в зависимости от полярности напряжения, — это рассматривать каждую обмотку как источник электроэнергии или как нагрузку. Спросите своих учеников, какая обмотка действует как источник в этой цепи, а какая — как нагрузка? Представьте, что эти источники и нагрузки являются постоянным током (чтобы мы могли поддерживать ту же полярность напряжения для анализа).Каким образом вы бы потянули ток для источника постоянного тока и нагрузки постоянного тока? 29

30 Примечания 33 Это интересное применение трансформаторов: изоляция постоянного тока, позволяющая создать систему несущих линий электропередачи без использования сетей фильтров.