Transformatörün çıkış voltajı, primer ve sekonder bobinler üzerindeki sarım sayısının oranına bağlıdır, ancak gerçek sarım sayısının transformatör performansı üzerinde bir etkisi var mı?
Diyelim ki 1: 2 oranım var, 10:20 veya 100: 200 sargı sarabilirim.
Genel olarak, daha fazla sargı - direnç, endüktans ve maliyet daha büyük. Daha fazla sarmanın herhangi bir anlamı var mı veya sargı sayısı mutlak minimumda mı tutuluyor? Minimum sarım sayısı nasıl belirlenir?
Yanıtlar:
İndüklenen manyetik alan amper dönüşlerle orantılıdır, bu şu anki dönüş sayısıdır. Elektrik enerjisi çekirdekteki manyetik enerjiye ve tekrar elektrik enerjisine dönüştürülür. Çekirdek bunu doyurmadan tutacak kadar büyük olmalıdır. 100 VA transformatör için manyetik olarak 10 VA transformatörden daha fazla enerji aktarmak istersiniz. 100 VA daha büyüktür, çünkü daha güçlü bir alan oluşturmak için daha fazla dönüşe sahiptir ve ayrıca doygunlaşmasını önlemek için daha büyük bir çekirdeğe ihtiyaç duyar.
Diyelim ki 1: 2 oranına sahip olmak istiyorum, 10:20 veya 100: 200 sargı sarabilirim
Buna cevap vermenin iki nedeni var ve Brian, temel sorunu ilk bakışta çok az dönüşle açıklamakta iyi bir iş çıkardı, ancak birkaç inceliği kaçırdı. Diğer neden, şu anda kabul edilen cevaptaki hatayı belirtmektir.
İkincil sargıyı (ve ona bağlı olabilecek herhangi bir yükü) göz ardı ederek, transformatör sadece bir indüktör haline gelir. Bu indüktör bir AC kaynağına yerleştirilirse, endüktansın beslemeden büyük bir reaktif akım alınmasını önleyecek kadar yüksek olmasını istersiniz - eğer her transformatör primeri 10 amper reaktif akım alırsa güç şirketleri devreye girer - ızgara besleme sistemi çökecek ve yanacak !!
Ancak başka bir neden daha var ve bu, çekirdek doygunluğu ile ilgilidir. Hala burada bir indüktör olarak transformatörden bahsediyorum; amper dönüşleri ve çekirdek boyutları çekirdek içindeki H alanını belirler ve amper endüktans (ve besleme voltajı) ile belirlenir. Buna karşılık, endüktans diğer çekirdek parametreler ve dönüş sayısı ile belirlenir.
Yani, 10 turu 100 turla karşılaştırın - 100 turlu primer 10 turlu primerin 100 katına sahiptir ve bu akımın (sabit bir AC kaynağı için) 10 turlu primerden 100 kat daha küçük olduğu anlamına gelir.
Amper sayısı 100 azaltıldı, ancak dönüşler 10 arttı, bu nedenle net etki amper dönüşlerinin 10 azaldığı anlamına gelir - bu, H alanının on azaldığı ve çekirdeğin doyma olasılığının çok daha az olduğu anlamına gelir.
İkincil yükü bağlarsanız, primerdeki akım temel mıknatıslanma akımından daha yüksek bir akıma yükselir. Akımdaki bu değişikliğe, ikincil yük tarafından alınan birincil referanslı akım denir.
Şimdi dikkate alınması gereken iki amper dönüşü daha olabilir - ikincil amper dönüşleri ve ikincil yük nedeniyle ekstra primer amper dönüşleri. "Belki" diyorum, çünkü aslında onları hiç dikkate almak zorunda değiliz - çekirdek içinde mükemmel bir şekilde iptal edilirler ve çekirdek, yük akımı nedeniyle ikincil yükün olmadığı zamandan daha fazla doygun değildir.
Ancak, çok sayıda mühendis bunu takdir etmiyor gibi görünüyor - kasıtsız geliyor, bu yüzden bir kâfiri nasıl ikna edebilirim? Aşağıdaki 4 senaryoyu inceleyin: -
Senaryo 1 ve 2, tek bir birincil sargıyı iki paralel sargıya dönüştürmekle ilgilidir. S1'in Im mıknatıslanma akımı vardır ve bu nedenle S2'deki her sarım Im / 2 alır. Başka bir deyişle, yakından bağlı paralel teller tek bir tel gibi davranır. İlginçtir, her tel S2 artık endüktansın iki katına sahip olmalıdır ZORUNLU ve bu iki kabloyu seri olacak şekilde yeniden düzenlerseniz, S1'in 4 katı olan bir birincil endüktansınız olurdu - bu, dönüş sayısının iki katına çıktığını kanıtlar. indüktans. Dönüş sayısının on katı, endüktansın yüz katı anlamına gelir.
S3, S2'nin paralel sargılarından birinin bağlantısı kesildiğinde ne olacağını düşünmenizi ister - bu bağlantısız sargı üzerindeki voltajın birincil sargı voltajına kıyasla faz ilişkisi ne olur? Birincil gerilime karşı bir faz olduğunu düşünürseniz, senaryo 2'de ne olurdu bir yangın yaratırdı!
Dolayısıyla, bağlantısı kesilen sargıdaki (S3) indüklenen voltaj açıkça birincil voltajla aynı fazdır (ve büyüklüğü).
S4 açık olmalıdır - izole sargıya bir yük bağlayın ve primerde akan akım "yeni" ikincilde akan akıma ters yöndedir.
Kısacası, amper primerde (sekonder yük akımı nedeniyle) dönüşün, sekonder amper dönüşleri tarafından tamamen iptal edildiği anlamına gelir.
Bu aynı zamanda, daha yüksek bir yük gücünü işlemek için gereken bir transformatörün, çekirdek doygunluğu olasılığı nedeniyle daha büyük hale getirilmediği anlamına gelir. Daha kalın teller (daha düşük bakır kaybı) kullanılabilecek ve daha kalın teller daha fazla alan gerektirecek şekilde daha büyük bir çekirdek gerektirir.
Herhangi bir transformatör için, verilen enerjinin büyük kısmını yüke aktarmak istersiniz, böylece transformatörde mümkün olduğunca az güç harcamak istersiniz.
Bununla birlikte, her yarım döngüde çekirdeği mıknatıslamak için biraz enerji harcamanız gerekir ve dönüş sayısı bunu yapmak için gereken gücü etkiler. Bu boşa harcanan gücü primerde bağlı bir endüktans olarak modelleyebilirsiniz, böylece boşa harcanan gücü en aza indirmek için bu endüktansın empedansını en üst düzeye çıkarmak istersiniz.
Ve endüktans, dönüş sayısının karesiyle orantılıdır, bu nedenle 100 dönüşlü birincil, 10 dönüşlü birincilin 100 katına sahip olacaktır.
Empedansı artırmak için üç şey yapabilirsiniz: