Transformatör: En İyi Verimlilik İçin 5 Önemli Koşul

Trafo

Bir transformatör, alternatif bir voltajı birinden daha büyük veya daha küçük bir değere dönüştürmek için karşılıklı endüksiyon özelliğini kullanan basit bir elektrikli cihazdır.

The  ilk sabit potansiyelli olanı 1885'te icat edildive o zamandan beri, alternatif akımın (AC) iletimi, dağıtımı ve kullanımı için temel bir cihaz olarak bir zorunluluk haline geldi.

Farklı elektronik ve elektrik güç uygulamalarına uygun farklı tasarımlara sahip farklı tipte transformatörler bulunmaktadır. Boyutları, bir santimetre küpten daha az hacme sahip Radyo Frekans uygulamasından, elektrik şebekelerinde kullanılan yüzlerce ton ağırlığındaki devasa ünitelere kadar uzanmaktadır.

1885'te kabuk formu DBZ tasarım transformatörü
1885'te Shell formu DBZ tasarım transformatörü, Resim Kredisi – Zátonyi Sándor, (eğer varsa), DBZ trafiğiCC BY-SA 3.0
transformatör
bir elektrik trafo merkezindeki transformatörler, Image Credit - tek başına89Melbourne Terminal İstasyonu, kamu malı olarak işaretlendi, daha fazla ayrıntı Vikipedi

En yaygın olarak, voltaj çıkışını yükselterek uzun mesafelerde enerjinin iletimi ve dağıtımında kullanılırlar. transformatör böylece akım azaltılır ve ardından dirençli çekirdek kaybı daha az önemlidir, bu nedenle sinyal mesafeler üzerinden tüketicilere bitişik trafo merkezine aktarılabilir ve burada daha fazla kullanım için voltajın tekrar düşürüldüğü yer.

Transformatörün Temel Yapısı ve Çalışması

Bir transformatörün temel yapısı genellikle yumuşak bir demir çekirdeğin etrafına sarılmış iki bobinden, yani birincil ve ikincil bobinlerden oluşur. AC giriş voltajı birincil bobine uygulanır ve ikincil tarafta ac çıkış voltajı gözlenir. 

İndüklenmiş bir emk veya voltajın yalnızca manyetik alan akısı bobine veya devreye göre değiştiğinde üretildiğini bildiğimiz için, bu nedenle, karşılıklı endüktans iki bobin arasında sadece alternatif, yani değişen/AC gerilimi ile mümkündür ve doğrudan, yani sabit/DC gerilimi ile mümkün değildir.

trafo ve kaçak akı çalışması
Transformatörün çalışması ve kaçak akı
Resim Kredisi:Kendim, trafo akısıCC BY-SA 3.0

The Transformatörler voltajı dönüştürmek için kullanılır ve girişin çıkış bobin dönüşlerine oranına göre akım seviyeleri. Birincil ve ikincil bobindeki dönüşler N'dir.p ve Ns, sırasıyla. Φ, hem birincil hem de ikincil bobinler aracılığıyla bağlanan akı olsun. O zamanlar,

Birincil bobin boyunca indüklenen emk,   =

İkincil bobin boyunca indüklenen emk,  = 

Bu denklemlerden, şunu ilişkilendirebiliriz:  

Sembollerin aşağıdaki anlamlara geldiği yerler:

         

Güç, P = benpVp = BensVs

Önceki denklemlerle ilgili olarak,

Böylece V'ye sahibizs = ()Vve bens = IP

Adım atmak için: Vs > Vp oğuls>Np ve bens<Ip

Aşağı adım için: Vs <Vp oğuls < Np ve bens > Benp

Bir transformatörde birincil ve ikincil bobin

transformatör
Birincil ve ikincil sargı
Resim Kredisi: anonim, Transformer3d sütunCC BY-SA 3.0

Yukarıdaki ilişki, aşağıdaki gibi bazı varsayımlara dayanmaktadır:

  • Aynı akı, herhangi bir akı sızıntısı olmaksızın hem birincil hem de ikincil bağlantı sağlar.
  • İkincil akım küçüktür.
  • Birincil direnç ve akım ihmal edilebilir.

Bu nedenle trafo verimi %100 olamaz. İyi tasarlanmış olmasına rağmen, %95'e varan bir verime sahip olabilir. Daha yüksek verimliliğe sahip olmak için, içindeki enerji kaybının dört ana nedeni akılda tutulmalıdır.

Trafo enerji kaybının nedeni:

  • Akı kaçağı: Primerden sekondere herhangi bir sızıntı olmadan geçmesi neredeyse imkansız olduğu için her zaman bir miktar akı sızıntısı vardır.
  • Girdap akımlar: Değişen manyetik akı, demir çekirdekte ısınmaya ve dolayısıyla enerji kaybına neden olabilecek girdap akımlarına neden olur. Bunlar lamine demir çekirdek kullanılarak en aza indirilebilir.
  • Sargıdaki direnç: Enerji, teller boyunca ısı yayılımı şeklinde kaybolur, ancak nispeten kalın teller kullanılarak en aza indirilebilir.
  • Histerezis: Çekirdeğin manyetizasyonu, alternatif bir manyetik alan tarafından tekrar tekrar tersine çevrildiğinde, çekirdek içinde ısı üretimi ile enerji harcaması veya kaybı ile sonuçlanır. Bu, daha düşük manyetik histerezis kaybına sahip malzemeler kullanılarak azaltılabilir.

hakkında eğitim alacağız Girdap akımıs ve Manyetik Histerezis daha sonraki bölümlerde ayrıntılı olarak.

Elektronikle ilgili daha fazla çalışma materyali için buraya Tıkla

En gidin