Un transformator monofazat este un dispozitiv electric care acceptă curent alternativ monofazat și ieșiri AC monofazat. Aceasta este utilizată în distribuția energiei electrice în zonele non-urbane, deoarece cererea generală și costurile implicate sunt mai mici decât transformatorul de distribuție trifazat. Acestea sunt folosite ca un transformator de coborâre pentru a reduce tensiunea la domiciliu la o valoare adecvată fără o modificare a frecvenței. Din acest motiv, este obișnuit putere electronică aparate la domiciliu. Acest articol discută o prezentare generală a unui transformator monofazat.

“numiți 3 moduri de a obține DC ”

Ce este un transformator monofazat?

Definiție: LA transformator este un dispozitiv care convertește energia magnetică în energie electrică. Este format din două bobine electrice numite înfășurare primară și înfășurare secundară. Primar serpuit, cotit unui transformator primește energie, în timp ce înfășurarea secundară furnizează energie. Un circuit magnetic de fier numit „miez” este utilizat în mod obișnuit pentru a înfășura aceste bobine. Deși aceste două bobine sunt izolate electric, ele sunt legate magnetic.

Un curent electric când este trecut prin primarul unui transformator, atunci se creează un câmp magnetic, care induce o tensiune pe secundarul unui transformator. Pe baza tipului de aplicație, transformatorul monofazat este utilizat fie pentru a crește, fie pentru a reduce tensiunea la ieșire. Acest transformator este de obicei un transformator de putere cu eficiență ridicată și pierderi reduse. Diagrama transformatorului monofazat este prezentată mai jos.

transformator monofazat

Principiul transformatorului monofazat

Transformatorul monofazat funcționează pe principiul Legea inducției electromagnetice a lui Faraday . De obicei, inducerea reciprocă între înfășurările primare și secundare este responsabilă pentru funcționarea transformatorului într-un transformator electric.

Funcționarea transformatorului monofazat

Un transformator este un dispozitiv static care transferă energie electrică într-un circuit la alt circuit cu aceeași frecvență. Se compune din înfășurări primare și secundare. Acest transformator funcționează pe principiul inductanței reciproce.

Când primarul unui transformator este conectat la o sursă de curent alternativ, curentul curge în bobină și se acumulează câmpul magnetic. Această condiție este cunoscută sub numele de inductanță reciprocă și fluxul de curent este conform Legii Faraday a inducției electromagnetice. Pe măsură ce curentul crește de la zero la valoarea maximă, câmpul magnetic se întărește și este dat de dɸ / dt.

Acest electromagnet formează liniile magnetice de forță și se extinde spre exterior din bobină formând o cale de flux magnetic. Rotațiile ambelor înfășurări sunt legate de acest flux magnetic. Puterea unui câmp magnetic generat în miez depinde de numărul de spire ale înfășurării și de cantitatea de curent. Fluxul magnetic și curentul sunt direct proporționale între ele.

transformator-monofazat

Sursa: Wikimedia

Pe măsură ce liniile magnetice ale fluxului curg în jurul miezului, acesta trece prin înfășurarea secundară, inducând tensiune peste el. Legea Faraday este utilizată pentru a determina tensiunea indusă în bobina secundară și este dată de:

N. dɸ / dt

Unde,

„N” este numărul de rotații ale bobinei

Frecvența este aceeași în înfășurările primare și secundare.

Astfel, putem spune că tensiunea indusă este aceeași în ambele înfășurări, deoarece același flux magnetic leagă ambele bobine împreună. De asemenea, tensiunea totală indusă este direct proporțională cu numărul de rotații din bobină.

Să presupunem că înfășurările primare și secundare ale transformatorului au viraje simple pe fiecare. Presupunând că nu există pierderi, curentul curge prin bobină pentru a produce flux magnetic și a induce o tensiune de un volt peste secundar.

Datorită alimentării cu curent alternativ, fluxul magnetic variază sinusoidal și este dat de,

ɸ = ɸ_maxFără ωt

Relația dintre emf indus, E în înfășurările bobinei de N spire este dată de,

E = N (d∅) / dt

E = N * ω * ɸ_maxcosωtφ

Emax = Nωɸ_max

Erms = Nω / √2 * ɸ_max= 2π / √2 * f * N * ɸ_max

Erms = 4,44 fNɸ_max

Unde,

„F” este frecvența în Hz, dată de ω / 2π.

„N” este numărul de înfășurări ale bobinei

„ɸ” este s cantitatea de flux din Webers

Ecuația de mai sus este ecuația Transformator EMF. Pentru emf dintr-o înfășurare primară a unui transformator E, N va fi numărul de spire primare (NP), în timp ce pentru emf, E a unei înfășurări secundare a unui transformator, numărul de spire, N va fi (NS).

Construcția transformatorului monofazat

Un transformator monofazat simplu are fiecare înfășurare înfășurată cilindric pe un membru de fier moale separat pentru a asigura un circuit magnetic necesar, care este denumit în mod obișnuit „miez de transformator”. Oferă o cale pentru fluxul câmpului magnetic pentru a induce tensiune între două înfășurări.

“filtru trece jos trece sus ”

După cum se vede în figura de mai sus, cele două înfășurări nu sunt suficient de apropiate pentru a avea o cuplare magnetică eficientă. Astfel, convergerea și creșterea circuitului magnetic lângă bobine pot îmbunătăți cuplarea magnetică între înfășurările primare și secundare. Laminările subțiri de oțel trebuie utilizate pentru a preveni pierderile de energie din miez.

Pe baza modului în care înfășurările sunt înfășurate în jurul miezului laminat central din oțel, construcția transformatorului este împărțită în două tipuri

Transformator de tip nucleu

În acest tip de construcție, doar jumătate din înfășurări sunt înfășurate cilindric în jurul fiecărui picior al unui transformator pentru a spori cuplajul magnetic așa cum se arată în figura de mai jos. Acest tip de construcție asigură că liniile magnetice de forță curg simultan pe ambele înfășurări. Principalul dezavantaj al transformatorului de tip miez este fluxul de scurgere care apare datorită fluxului unei mici proporții de linii magnetice de forță în afara miezului.

transformator tip miez

Transformator de tip Shell

În acest tip de construcție a transformatorului, înfășurările primare și secundare sunt poziționate cilindric pe membrul central, rezultând o suprafață a secțiunii transversale de două ori mai mare decât membrele exterioare. Există două căi magnetice închise în acest tip de construcție, iar membrul exterior are fluxul magnetic ɸ / 2 care curge. Transformatorul de tip Shell depășește fluxul de scurgere, reduce pierderile de miez și crește eficiența.

transformator monofazat-tip shell

Aplicații

Aplicațiile unui transformator monofazat sunt menționate mai jos.

Pentru a reduce semnalele pe distanțe lungi pentru a sprijini atât dispozitivele electronice rezidențiale, cât și cele comerciale ușoare
În televizoarele pentru reglarea tensiunii
Pentru a crește puterea invertoarelor de acasă
Pentru a furniza energie zonelor neurbane
Pentru a izola electric două circuite, primar și secundar sunt plasate departe unul de celălalt

Întrebări frecvente

1). Ce înseamnă o monofază?

Un sistem sau circuit monofazat care generează sau utilizează o singură tensiune alternativă

2). Casele folosesc alimentarea monofazată?

În general, casele sunt alimentate cu o singură fază

3). Pe ce principii funcționează transformatorul monofazat?

Legea lui Faraday de inducție electromagnetică și inducție reciprocă

4). Ce este transformatorul „Turns Ratio”?

NP / NS = VP / VS = n = Raportul de rotații

5). Dă două utilizări ale unui transformator monofazat

În televizoarele pentru reglarea tensiunii
Pentru a crește puterea invertoarelor de acasă

Astfel, un transformator monofazat este potrivit pentru dispozitivele electrice mai ușoare. Este mai puțin costisitor și este foarte preferat să furnizeze energie zonelor non-urbane. Acest articol subliniază principiul de lucru al transformatorului , construcție și aplicații ale unui transformator monofazat. Cititorul poate afla detalii despre transformatorul monofazat din acest articol.