Меню

Число витков прямо пропорционально напряжению

Упрощенный вид расчета трансформатора

Но проще и дешевле собрать его своими руками. К тому же сам процесс сборки достаточно интересный. Но как показывает практика, в основе сборки лежит расчет трансформатора, он же блок питания. Поэтому стоит поговорить именно о проводимых расчетах, то есть, разобраться с формулами и указать на нюансы.

Конструкция трансформатора

Если посмотреть на трансформатор с внешней стороны, то это Ш-образное устройство, состоящее из металлического сердечника, картонного или пластикового каркаса и обмотки из медной проволоки. Обмоток две.

Сердечник – это несколько стальных пластин, которые обработаны специальным лаком и соединены между собой. Лак наносится специально, чтобы между пластинами не проходило напряжение. Таким способом борются с так называемыми вихревыми токами (токами Фуко). Все дело в том, что токи Фуко просто будут нагревать сам сердечник. А это потери.

Именно с потерями связан и состав пластин сердечника. Трансформаторное железо (так чаще всего называют сталь для сердечника специалисты), если посмотреть ее в разрезе, состоит из больших кристаллов, которые, в свою очередь, изолированы друг от друга окисной пленкой.

Назначение и функциональность

Итак, какие функции выполняет трансформатор?

  1. Это снижение напряжения до необходимых параметров.
  2. С его помощью снижается гальваническая развязка сети.

Что касается второй функции, то необходимо дать пояснения. Обе обмотки (первичная и вторичная) трансформатора тока между собой напрямую не соединены. Значит, сопротивление прибора, по сути, должно быть бесконечным. Правда, это идеальный вариант. Соединение же обмоток происходит через магнитное поле, создаваемой первичной обмоткой. Вот такой непростой функционал.

Расчет

Существует несколько видов расчетов, которыми пользуются профессионалы. Для новичков все они достаточно сложные, поэтому рекомендуем так называемый упрощенный вариант. В его основе лежат четыре формулы.

Формула закона трансформации

Итак, закон трансформации определяется нижеследующей формулой:

  • U1 – напряжение на первичной обмотке,
  • U2 – на вторичной,
  • n1 – количество витков на первичной обмотке,
  • n2 – на вторичной.

Так как разбирается именно сетевой трансформатор, то напряжение на первичной обмотке у него будет 220 вольт. Напряжение же на вторичной обмотке – это необходимый для вас параметр. Для удобства расчета берем его равным 22 вольт. То есть, в данном случае коэффициент трансформации будет равен 10. Отсюда и количество витков. Если на первичной обмотке их будет 220, то на вторичной 22.

Представьте, что прибор, который будет подсоединен через трансформатор, потребляет нагрузку в 1 А. То есть, на вторичную обмотку действует именно этот параметр. Значит, на первичную будет действовать нагрузка 0,1 А, потому что напряжение и сила тока находятся в обратной пропорциональности.

А вот мощность, наоборот, в прямой зависимости. Поэтому на первичную обмотку будет действовать мощность: 220×0,1=22 Вт, на вторичную: 22×1=22 Вт. Получается, что на двух обмотках мощность одинаковая.

Внимание! Если в собираемом вами трансформаторе не одна вторичная обмотка, то мощность первичной состоит из суммы мощностей вторичных.

Что касается количества витков, то рассчитать их на один вольт не составит большого труда. В принципе, это можно сделать методом «тыка». К примеру, наматываете на первичную обмотку десять витков, проверяете на ней напряжение и полученный результат делите на десять. Если показатель совпадает с необходимым для вас напряжением на выходе, то, значит, вы попали в яблочко. Если напряжение снижено, значит, придется увеличить количество витков, и наоборот.

Читайте также:  Внутриклеточное давление вызывающее напряжение клеточной стенки называется как

И еще один нюанс. Специалисты рекомендуют наматывать витки с небольшим запасом. Все дело в том, что на самих обмотках всегда присутствуют потери напряжения, которые необходимо компенсировать. К примеру, если вам нужно напряжение на выходе 12 вольт, то расчет количества витков проводится из расчета напряжения в 17-18 В. То есть, компенсируются потери.

Площадь сердечника

Как уже было сказано выше, мощность блока питания – это сумма мощностей всех его вторичных обмоток. Это основа выбора самого сердечника и его площади. Формула такая:

В этой формуле мощность устанавливается в ваттах, а площадь получается в сантиметрах квадратных. Если сам сердечник имеет Ш-образную конструкцию, то сечение берется среднего стержня.

Обратите внимание! Все полученные расчетным путем параметры имеют неокругленную цифру, поэтому округлять надо обязательно и всегда только в большую сторону. К примеру, расчетная мощность получилась 35,8 Вт, значит, округляем до 40 Вт.

Количество витков в первичной обмотке

Здесь используется следующая формула:

n=50*U1/S, понятно, что U1 равно 220 В.

Кстати, эмпирический коэффициент «50» может изменяться. К примеру, чтобы блок питания не входил в насыщение и тем самым не создавал лишних помех (электромагнитных), то лучше в расчете использовать коэффициент «60». Правда, это увеличит число витков обмотки, трансформатор станет немного больше в размерах, но при этом снизятся потери, а, значит, режим работы блока питания станет легче. Здесь важно, чтобы количество обмоток уместилось.

Сечение провода

И последняя четвертая формула касается сечения используемого медного провода в обмотках.

d=0,8*√I, где d – это диаметр провода, а «I» – сила тока в обмотке.

Расчетный диаметр необходимо также округлить до стандартной величины.

Итак, вот четыре формулы, по которым проводится подбор трансформатора тока. Здесь неважно покупаете ли вы готовый прибор или собираете его самостоятельно. Но учтите, что такой расчет подходит только для сетевого трансформатора, который будет работать от сети в 220 В и 50 Гц.

Для высокочастотных приборов используются совершенно другие формулы, где придется проводить расчет потерь трансформатора тока. Правда, формула коэффициента трансформации и у него точно такая же. Кстати, в этих устройствах устанавливается ферромагнитный сердечник.

Заключение по теме

В этой статье мы постарались ответить на вопрос, как рассчитать трансформатор сетевого типа? Данный принцип подбора является упрощенным. Но для практических целей он даже очень достаточный. Так что новичкам лучше использовать именно его, и не лезть в дебри математических выкладок с большим количеством составляющих. Конечно, в нем не учитываются все потери, но округления показателей компенсируют их.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Соотношение — число — витки

Напряжение, которое получается на концах вторичной обмотки, зависит от соотношения чисел витков первичной и вторичной обмоток. [16]

Читайте также:  Реле регулятора напряжения для ваз 21074

Напряжение, которое получается на концах вторичной обмотки, зависит от соотношения чисел витков в обмотках. При одинаковом числе витков напряжение на вторичной обмотке приблизительно равно напряжению, подведенному к первичной обмотке. Если вторичная обмотка трансформатора содержит меньшее число витков, чем первичная, то и напряжение ее меньше, чем напряжение, подводимое к первичной обмотке. И наоборот, если вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная, то развиваемое в ней напряжение будет больше напряжения, подводимого к первичной обмртке. [18]

Выполнив образцовое сопротивление Zo постоянным, баланса моста можно достичь изменением соотношения числа витков трансформаторов . Так как влияние шунтирующих емкостей в трансформаторах невелико, то метод позволяет получить достаточно точные результаты. Область применения трансформаторных мостов может быть расширена до сотен мегагерц. [19]

Таким образом, трансформатор преобразует подведенное к нему напряжение в соответствии с соотношением числа витков его обмоток Идеализированный трансформатор передает форму преобразуемого переменного напряжения без искажения. [20]

Как видим, величина вторичного напряжения при трансформировании трехфазного тока зависит не только от соотношения чисел витков фазы / Cgj, но и от группы соединения трансформатора. [21]

Фильтр тока обратной последовательности аналогичен фильтру реле РТФ-7 и отличается от него только способом включения и соотношением числа витков первичных обмоток промежуточных трансформаторов тока . [23]

В этих обмотках создаются напряжения и %, и Е о величина которых определяется напряжением первичной цепи и соотношением числа витков первичной и вторичной обмоток. Эти напряжения включены встречно на нагрузочное сопротивление ZH — Кроме основных обмоток имеется обмотка подмагничивания wa для создания разностной напряженности поля. [24]

Сравнивая измеренные величины токов возбуждения разных обмоток, создающие одно и то же напряжение на якоре ЭМУ, можно получить соотношение числа витков этих обмоток, а при желании по основной, подробно снятой характеристике построить остальные характеристики намагничивания. [25]

Минимальное значение этого напряжения зависит от соотношения числа витков катушки 1.2 и суммарного числа витков первичной обмотки, а максимальное — от соотношения числа витков вторичной и первичной обмоток. [26]

Вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть всегда замкнуты на обмотку приборов или накоротко. Соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток подбирают таким образом, чтобы при номинальном токе в первичной обмотке во вторичной обмотке ток был равен 5 А. Это дает возможность присоединять к трансформатору тока стандартные приборы, обмотка которых рассчитана на 5 А. [28]

Напряжение, возникающее во вторичной обмотке трансформатора, зависит от напряжения первичной обмотки: оно прямо пропорционально напряжению первичной обмотки. Кроме того, оно определяется соотношением числа витков обеих обмоток. Если первичная и вторичная обмотки имеют одинаковое количество витков, то на выводах вторичной обмотки получают такое же напряжение, которое подается на выводы первичной. [29]

При токе управления / упр 0 индуктивное сопротивление рабочей обмотки имеет максимальное, а ток в ней минимальное значение / ро. Следует заметить, что на вид характеристики управления дросселя влияет также напряжение, приложенное к рабочей обмотке, материал сердечника и соотношение чисел витков рабочей обмотки и обмотки управления дросселя. [30]

Источник



Читайте также:  Формула определения напряжения электрической цепи

4. Что будет, если уменьшить (увеличить) число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора?

На вторичной — если уменьшить число витков — уменьшиться напряжение на вторичной обмотке (прямо пропорционально числу витков) Ничего страшного при этом произойти не может — Нагрузка на первичную уменьшиться — работать трансформатор будет в более мягком режиме.
На вторичной увеличить число витков — напряжение на вторичной увеличиться прямо пропорционально увеличению числа витков. Если нагружать большим током вторичную обмотку — увеличивается нагрузка на первичную обмотку — это может привести к перегоранию первичной обмотки. Однако если ток нагрузки на вторичную незначителен, но никаких проблемм не будет (можность трансформатора не должна увелчиваться. То есть если трансформатор выдавал 10 вольт и 10 ампер на вторичнй обмотке (10*10=100Ватт) , то если мы увеличили число витков в дап раза, то напряжение будет 20 вольт, и если мы будем нагружать вторичную обмотку током 5 Ампер, то мощность трансформатора останется та же ( 20 Вольт*5 Ампер=100Ватт) — при этом никаких проблемм не будет.
Увеличиваем количество витков на ПЕРВИЧНОЙ обмотке — Если наприяжение на первичную обмотку мы подаем то же, то на вторичной обмотке будет напряжение меньше. Но можно увеличивая число витков на первичной обмотке подавать большее напряжение на первичную обмотку. Если это сделанно проямо пропорционально, то напряжение на вторичной обмотке не измениться.
Уменьшение количества витков на ПЕРВИЧНОЙ обмотке — позволяет использовать трансформатор с меньшим напряжением на первичной обмотке. Но при этом нужно помнить, что ток на первичной обмотке увеличить нельзя, а значит с уменьшением количества витков на первичной и пропорциональным уменьшением напряжением на первичной обмотке хотя мы и получаем все тоже напряжение на вторичной, ток нагрузки на вторичную должен быть уменьшен.
Значительно уменьшать количество витков на первичной обмотке и при этом оставлять то же напряжение на первичную обмотку нельзя!

Анастасия Шишова

Если уменьшать число витков первичной обмотки при том же питающем напряжении, сначала возрастут потери в сердечнике — ему придется намагничиваться до большей величины, затем сердечник просто не сможет передать нужную мощность во вторичную обмотку, а потом просто не сможет оказать должного сопротивления (точнее, его магнитное поле не сможет индуцировать нужную ЭДС) изменениям переменного тока в первичной обмотке и она сгорит. А во вторичной, если при этом не менять число витков первичной — будет меняться выходное напряжение. Если менять числа витков согласованно, то напряжение сначала меняться не будет, но — смотри о первичной обмотке.

Сергей Ивлев

С первичной обмоткой лучше не шутить, сгорит все к чертям. А со вторичной делай эксперименты хоть сколько угодно, прямая пропорция напряжения от числа витков. ))))))))

Если уменьшить-сетевой может выйти из строя, ток возрастет.

Мощности обмоток равны, напруга больше там, где больше витков. Вот и думай сам дальше.

Дикий

I=U/R при уменьшении витков увеличивается ток, что приводит к перегреву обмотки и перегоранию так как диаметр провода рассчитывается исходя из заданных параметров и, соответственно, сечения набора железа транса.

Источник