Informatie

Basisprincipes van de transformator

Basisprincipes van de transformator


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Transformatoren worden veel gebruikt in alle takken van elektronica. Een van hun meest bekende toepassingen is in stroomtoepassingen, waar ze worden gebruikt om de bedrijfsspanning van de ene waarde naar de andere te transformeren. Ze dienen ook om het circuit aan de uitgang te isoleren van een directe verbinding met het primaire circuit. Op deze manier brengen ze stroom over van het ene circuit naar het andere zonder directe verbinding.

Op het National Grid worden zeer grote transformatoren gebruikt om de lijnspanningen tussen de verschillende benodigde waarden te veranderen. Voor de radioamateur of thuisliefhebber worden transformatoren echter vaak gezien in voedingen. Transformatoren worden ook veel gebruikt in andere circuits, van audio tot radiofrequenties, waar hun eigenschappen op grote schaal worden gebruikt om verschillende fasen binnen de apparatuur te koppelen.

Wat is een transformator?

Een basistransformator bestaat uit twee wikkelingen. Deze staan ​​bekend als de primaire en secundaire. In wezen treedt macht het primaire binnen en verlaat het het secundaire. Sommige transformatoren hebben meer wikkelingen, maar de basis van de werking is nog steeds hetzelfde.

Er zijn twee hoofdeffecten die worden gebruikt in een transformator en beide hebben betrekking op stroom- en magnetische velden. In het eerste wordt gevonden dat een stroom die in een draad stroomt een magnetisch veld eromheen opwekt. De grootte van dit veld is evenredig met de stroom die door de draad vloeit. Het is ook gebleken dat als de draad tot een spoel wordt gewikkeld, het magnetische veld wordt vergroot. Als dit elektrisch opgewekte magnetische veld in een bestaand veld wordt geplaatst, wordt een kracht uitgeoefend op de stroomvoerende draad op dezelfde manier dat twee vaste magneten die dicht bij elkaar zijn geplaatst, elkaar aantrekken of afstoten. Het is dit fenomeen dat wordt gebruikt in elektromotoren, meters en een aantal andere elektrische eenheden.

Het tweede effect is dat blijkt dat als een magnetisch veld rond een geleider verandert, er een elektrische stroom in de geleider geïnduceerd zal worden. Een voorbeeld hiervan kan zich voordoen als een magneet dichtbij een draad of een spoel wordt bewogen. Onder deze omstandigheden wordt een elektrische stroom opgewekt, maar alleen als de magneet beweegt.

De combinatie van de twee effecten treedt op wanneer twee draden of twee spoelen bij elkaar worden geplaatst. Wanneer een stroom van grootte verandert in de eerste, zal dit resulteren in een verandering in de magnetische flux en dit zal op zijn beurt resulteren in een stroom die wordt geïnduceerd in de tweede. Dit is het basisconcept achter een transformator en het is te zien dat deze alleen werkt als er een veranderende of wisselstroom door de ingang of het primaire circuit loopt.

Transformator verandert ratio

Om een ​​stroom te laten vloeien, moet een EMF (elektro-aandrijfkracht) aanwezig zijn. Dit potentiaalverschil of spanning aan de uitgang is afhankelijk van de verhouding van windingen in de transformator. Het blijkt dat als er meer windingen aanwezig zijn in de primaire dan de secundaire, de spanning aan de ingang groter zal zijn dan de uitgang en vice versa. In feite kan de spanning eenvoudig worden berekend op basis van kennis van de windingsverhouding:

Es = NS
Ep np

Waar
Ep is de primaire EMF
Es is de secundaire EMF
np is het aantal beurten op de primaire
ns is het aantal beurten op de secundaire

Als de windingsverhouding ns / np groter is dan één, zal de transformator een hogere spanning aan de uitgang afgeven dan de ingang en er wordt gezegd dat het een step-up transformator is. Evenzo is een met een windingsverhouding van minder dan één een trapsgewijze transformator.

Spannings- en stroomverhoudingen over de transformator

Er zijn een aantal andere factoren die gemakkelijk kunnen worden berekend. De eerste is de verhouding tussen ingangs- en uitgangsstromen en -spanningen. Omdat het ingangsvermogen gelijk is aan het uitgangsvermogen, is het mogelijk om een ​​spanning of stroom te berekenen als de andere drie waarden met behulp van de onderstaande eenvoudige formule. Dit feit houdt geen rekening met eventuele verliezen in de transformator die gelukkig bij de meeste berekeningen kunnen worden genegeerd.

Vp x Ip = Vs x Is

Neem bijvoorbeeld het geval van een nettransformator die 25 volt afgeeft bij één ampère. Met een ingangsspanning van 250 volt betekent dit dat de ingangsstroom slechts een tiende van een ampère is.

Voor sommige transformatoren is het aantal beurten op de primaire hetzelfde als dat op de secundaire, en de stroom en spanning aan de ingang is hetzelfde als die aan de uitgang. Waar de windingsverhouding echter niet 1: 1 is, zullen de spanning en stroomverhouding aan de ingang en de uitgang verschillen. Uit de eenvoudige relatie die hierboven is weergegeven, zal worden gezien dat de verhouding van spanning tot stroom verandert tussen de ingang en de uitgang. Een transformator met een windingsverhouding van 2: 1 kan bijvoorbeeld een ingang van 20 volt hebben met een stroom van 1 ampère, terwijl aan de uitgang de spanning 10 volt bij 2 ampère zal zijn. Omdat de verhouding tussen spanning en stroom de impedantie bepaalt, is te zien dat de transformator kan worden gebruikt om de impedantie tussen de ingang en de uitgang te veranderen. In feite varieert de impedantie als het kwadraat van de windingsverhouding zoals gezien door:

Zp = np2
Zs ns2

In gebruik

Transformatoren worden veel gebruikt in veel toepassingen in radio en elektronica. Een van hun belangrijkste toepassingen is binnen de netvoedingen. Hier wordt de transformator gebruikt om de inkomende netspanning (ongeveer 240 V in veel landen en 110 V in vele andere) te veranderen naar de vereiste spanning om de apparatuur van stroom te voorzien. Met de meeste moderne apparatuur die halfgeleidertechnologie gebruikt, zijn de spanningen die nodig zijn veel lager dan bij het binnenkomende lichtnet. Daarnaast isoleert de transformator de voeding op de secundaire voeding van het net, waardoor de secundaire voeding veel veiliger wordt. Als de voeding rechtstreeks van het lichtnet zou worden gehaald, zou er een veel groter risico op elektrische schokken zijn.

Een voedingstransformator zoals die in een voeding wordt gebruikt, is meestal om een ​​ijzeren kern gewikkeld. Dit wordt gebruikt om het magnetische veld te concentreren en ervoor te zorgen dat de koppeling tussen het primaire en secundaire zeer nauw is. Op deze manier wordt het rendement zo hoog mogelijk gehouden. Het is echter erg belangrijk om ervoor te zorgen dat deze kern niet werkt als een wikkeling met één omwenteling. Om dit te voorkomen zijn de delen van de kern van elkaar geïsoleerd. In feite bestaat de kern uit verschillende platen, elk doorschoten maar van elkaar geïsoleerd zoals weergegeven.

De twee wikkelingen van een vermogenstransformator zijn goed van elkaar geïsoleerd. Dit voorkomt dat de secundaire wikkeling onder spanning komt te staan.

Hoewel een van de belangrijkste toepassingen van transformatoren die de hobbyist zal tegenkomen, het transformeren van voedings- of netspanningen naar een nieuw niveau is, hebben ze ook een verscheidenheid aan andere toepassingen waarvoor ze kunnen worden gebruikt. Toen kleppen werden gebruikt, werden ze veel gebruikt in audiotoepassingen om luidsprekers met lage impedantie aan te sturen door klepcircuits met een relatief hoge uitgangsimpedantie. Ze worden ook gebruikt voor radiofrequentietoepassingen. Het feit dat ze de gelijkstroomcomponenten van het signaal kunnen isoleren, fungeren als impedantietransformatoren en als afgestemde circuits in één, betekent dat ze een vitaal element zijn in veel circuits. In veel draagbare ontvangers zorgen deze IF-transformatoren voor de selectiviteit voor de ontvanger. In het getoonde voorbeeld is te zien dat de primaire van de transformator is afgestemd met behulp van een condensator om deze tot resonantie te brengen. Aanpassing van de resonantiefrequentie wordt normaal gemaakt met behulp van een kern die in en uit kan worden geschroefd om de hoeveelheid inductantie van de spoel te variëren. De transformator stemt ook de hogere impedantie van de collectortrap van de vorige trap af op de lagere impedantie van de volgende trap. Het dient ook om de verschillende stationaire spanningen op de collector van de vorige trap te isoleren van de basis van de volgende trap. Als de twee circuits niet van elkaar waren geïsoleerd, zouden de DC-instelcondities voor beide transistors worden verstoord en zou geen van beide trappen correct werken. Door een transformator te gebruiken, kunnen de trappen worden aangesloten voor wisselspanningssignalen terwijl de gelijkstroomvoorspanning behouden blijft.

Overzicht

De transformator is een onschatbaar onderdeel in de huidige elektronicascene. Ondanks het feit dat geïntegreerde schakelingen en andere halfgeleiderinrichtingen in steeds grotere hoeveelheden lijken te worden gebruikt, is er geen vervanging voor de transformator. Het feit dat het in staat is om stroom te isoleren en over te dragen van het ene circuit naar het andere terwijl de impedantie wordt gewijzigd, zorgt ervoor dat het uniek is geplaatst als een hulpmiddel voor elektronica-ontwerpers.


Bekijk de video: Demonstratie: Gedrag van een transformator bij vollast (Mei 2022).


Opmerkingen:

  1. Ami

    gij

  2. Allred

    Mijn excuses voor het interfereren, maar ik stel voor om de andere kant op te gaan.

  3. Haestingas

    Hoe ga je bestellen om te begrijpen?

  4. Backstere

    Welke charmante zin

  5. Shaktilmaran

    The author, you always please with posts. I even decided to write kament here. Continue in the same style.

  6. Macmillan

    We raden u ten zeerste aan een site te bezoeken met veel informatie over het onderwerp waarin u geïnteresseerd bent.

  7. Florence

    Ze bezocht het uitstekende idee



Schrijf een bericht