Трансформатор служить для перетворення напруги змінного струму. Він складається з сердечника з двома або кількома обмотками. На одну з котушок подається змінна напруга. Проходить при цьому через неї струм, викликає зміну в часі магнітного потоку в осерді.
Цей потік пронизує всі обмотки і за законом електромагнітної індукції наводить в них ЕРС. Залежно від співвідношення числа витків в котушках вихідне напруга у вторинній обмотці підвищується або знижується в порівнянні з поданням.
Сердечник необхідний для більш ефективної трансформації напруги зменшення втрат на розсіянні.
Виготовляються сердечники зі сталі, перемагничивание якої також призводить до марного витрачання електроенергії.
Як зменшити втрати
Величина втрат на перемагнічування залежить від декількох факторів:
- властивостей речовини з якого виготовлений сердечник. Матеріали погано піддаються намагничиванию, так само важко перемагнічуються. І тим більша енергія витрачається, що виражається в нагріванні;
- частоти перемагнічування;
- найбільшого значення магнітної індукції.
Втрати зменшують за рахунок використання спеціальної трансформаторної сталі. Вона вимагає меншу енергію на перемагнічування в порівнянні з іншими речовинами.
Вихрові струми досягають максимальних значень в масивних провідниках через їх малого опору. Для їх зменшення необхідно збільшити електричний опір. Цього досягають за рахунок набору сердечника з окремих листів. Товщина сталевих пластин вибирається не більше 0,5 мм.
Основні види сердечників
Стрижневою сердечник сконструйований у вигляді літери П і складається з двох стержнів, з'єднаних ярмом. При необхідності захистити обмотки від зовнішніх впливів використовують броньові магнітопроводи. Ярмо знаходиться з зовнішньої частини і повністю закриває, розташований всередині стрижень з обмоткою.
Сердечники класифікують так само за способом збирання пластин:
- наборка з штампованих пластин. До переваг магнитопроводов з листів відносять можливість їх виготовлення з не надто міцних матеріалів;
- навиті металеві стрічки. Такі сердечники більш повно використовують магнітну енергію, але при цьому мають підвищений рівень втрат. Тороїдальне намотування стрічок найскладніша, але енергетично найбільш вигідна.
- встик, коли всі елементи збираються з пластин окремо. З'єднуються в єдиний сердечник на останньому етапі складання трансформатора: після того, як укладені обмотки;
- впереплёт. Такі магнітопроводи називають шихтованими. Вони майже не мають втрат в місцях з'єднання.
Особливості імпульсних навантажень
Для приладів несучих імпульсну навантаження застосовують спеціальні трансформатори. Вони здатні перетворити напругу і силу струму при імпульсних навантаженнях і витримати їх руйнівну дію. Типи сердечників імпульсних трансформаторів за формою не відрізняються від інших видів приладів.
Найбільш часто муздрамтеатр виготовляють у вигляді тора з фериту. На нього намотуються обмотки особливим способом: в первинної витка укладаються проти годинникової стрілки, а у вторинній - за годинниковою.
Такий трансформатор можна виготовити самостійно, необхідно лише врахувати вимоги збереження імпульсу.
Розрахунок потужності перетворювача
Кожен трансформатор має технічні характеристики, зазначені в паспорті. Буває необхідно провести самостійні розрахунки обмотки і потужності якщо дані загублені. Значення потужності важливо для визначення можливості використання конкретного перетворювача.
Перед тим як визначити потужність трансформатора по перетину сердечника, вивчають тип муздрамтеатру. Якщо сердечник має Ш форму виконують такі обчислення:
- вимірюють товщину набору пластин;
- роблять замір центральній частині;
- перемножуються отримані результати.
Після цього проводиться розрахунок за формулою:
де Sплощадь перетину, 1,33 коефіцієнт. Отримане значення покаже можливість установки даного трансформатора в прилад відомої потужності. Якщо розрахунки дали показник менше ніж у апаратури, значить трансформатор використовувати не можна.