Сила тока и напряжение в первичной обмотке трансформатора 10а и 110в: Сила тока и напряжение в первичной обмотке трансформатора I1=10А и U1=110В, напряжение во

Содержание

Сила тока и напряжение в первичной обмотке трансформатора I1=10А и U1=110В, напряжение во

Помогите пожалуйста. Найди, используя данные таблицы, абсолютную влажность воздуха при температуре 15 °С, если относительная влажность равна 68 %. Отв … ет (округли до десятых): гм3. , °С , кПа ρ0, гм3 10 1,23 9,4 11 1,33 10 12 1,4 10,7 13 1,49 11,4 14 1,6 12,1 15 1,71 12,8 16 1,81 13,6 17 1,93 14,5 18 2,07 15,4 19 2,2 16,3 20 2,33 17,3

Помогите пожалуйста. Найди, используя данные таблицы, абсолютную влажность воздуха при температуре 15 °С, если относительная влажность равна 68 %. Отв … ет (округли до десятых): гм3. , °С , кПа ρ0, гм3 10 1,23 9,4 11 1,33 10 12 1,4 10,7 13 1,49 11,4 14 1,6 12,1 15 1,71 12,8 16 1,81 13,6 17 1,93 14,5 18 2,07 15,4 19 2,2 16,3 20 2,33 17,3

Определи, на сколько уменьшилась или увеличилась внутренняя энергия стали  массой 7 кг во время кристаллизации. Удельная теплота плавления стали равна …  0,84⋅105Джкг.​

Определи, какое количество теплоты необходимо для плавления 2 кг серебра, при температуре плавления равной 962 °С. Удельная теплота плавления серебра  … равна 0,87⋅105Джкг.   (Ответ округлите до десятых).   ​

Определи, какое количество теплоты необходимо для плавления 2 кг серебра, при температуре плавления равной 962 °С. Удельная теплота плавления серебра … равна 0,87⋅105Джкг.(Ответ округлите до десятых). ​

Вариант 2 Два заряда -16нКл и 10нКл находятся в вакууме и взаимодействуют друг с другом силой 1 мкн. Определите расстояние между зарядами. С какой сил … ой будут взаимодйствовать заряды после соприкосновения, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза.20б помогите пожалуйста​

Помогите решить задачи по физике.1) Найти среднюю квадратичную скорость молекулы водорода при температуре 37°C2) Какое количество вещества содержится … в газе, если при давлении 200 кПа и температуре 340 кельвинов его обьем равен 20 литров?​

Определи, какое количество теплоты необходимо для плавления 2 кг серебра, при температуре плавления равной 962 °С. Удельная теплота плавления серебра  … равна 0,87⋅105Джкг.   (Ответ округлите до десятых).   ​

Помогите пожалуйста!!!

СРОЧНО АОАОАОАООААООА​

Решение задач по теме «Трансформаторы». 11-й класс

Цели урока:

  • Образовательная:  закрепить принцип действия, устройство и применение трансформатора, научить рассчитывать коэффициент трансформации, число витков, силу тока и напряжение, мощность, КПД.
  • Развивающая: развивать логическое мышление, интерес к самостоятельному получению знаний, продолжить формирование умений делать выводы и обобщения.
  • Воспитательная: продолжить воспитание отношения к физике как к экспериментальной науке; учить работать коллективно, прислушиваться к мнению товарищей.

Тип урока: комбинированный урок.

Ход урока

1. Организационный момент.

Приветствие, настрой деятельности на успех.

2. Проверка домашнего задания.

1. Что такое трансформатор?

2. Каково устройство трансформатора? 3. Сколько чаще всего катушек у трансформатора?

4. На чем основан принцип работы трансформатора?

5. Трансформатор на холостом ходу.

6. Работа нагруженного трансформатора.

7. Что такое коэффициент трансформации?

8. Каким бывает численно коэффициент трансформации?

9. Какой трансформатор называют повышающим, какой понижающим?

10. Можно ли подключить трансформатор к сети постоянного напряжения?

11. Почему трансформатор гудит?

12. Почему сердечник трансформатора собирают из отдельных листов железа?

13. Почему сердечник называют магнитопроводом?

14. Можно ли сердечник сделать из меди?

15. Как найти КПД трансформатора? Каких наибольших значений он достигает?

16. Какие потери энергии могут быть в трансформаторе?

17. Как избежать потерь энергии в трансформаторе?

18. Можно ли включить в сеть переменного тока напряжением 220 В первичную катушку трансформатора, снятую с сердечника?

3. Тестовый опрос по теме трансформатор.

1. Сколько витков должна иметь первичная катушка трансформатора, чтобы повысить напряжение от 10 до 50 В, если во вторичной обмотке 80 витков?

А) 10;

Б) 50;

В) 16.

2. Трансформатор является повышающим, если коэффициент трансформации его:

А) равен единице;

Б) меньше единицы;

В) больше единицы.

3. Сердечник трансформатора набран из отдельных изолированных пластин для:

А) экономии материала;

Б) уменьшения рассеяния магнитного потока;

В) уменьшения вихревых токов.

4. Каково соотношение между напряжением и числом витков в обмотках трансформатора?

А) U1/U2 = N1/N2;

Б) U1/U2 = N2/N1;

В) I1/I2 = N1/N2.

5. Первичная катушка трансформатора – это та, что:

А) соединена с потребителем;

Б) соединена с источником;

В) любая.

Правильные ответы:

1 – В, 2 – Б, 3 – В, 4 – А, 5 – Б.

4. Решение задач.

1. Понижающий трансформатор со 110 витками во вторичной обмотке понижает напряжение от 22 000 В до 110 В. Сколько витков в его первичной обмотке?

2. Первичная обмотка повышающего трансформатора содержит 100 витков, а вторичная — 1000. Напряжение в первичной цепи 120 В. Каково напряжение во вторичной цепи, если потерь энергии нет?

3. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 300 витков, включен в сеть напряжением 220 В. Во вторичную цепь трансформатора, имеющую 165 витков, включен резистор сопротивлением 50 Ом. Найдите силу тока во вторичной цепи, если падение напряжения на ней равно 50 В.

4. Понижающий трансформатор дает ток 20 А при напряжении 120 В. Первичное напряжение равно 22000 В. Чему равны ток в первичной обмотке, а также входная и выходная мощности трансформатора, если его КПД равен 90%?

5.  Повышающий трансформатор создает во вторичной цепи ток 2 А при напряжении 2200 В. Напряжение в первичной обмотке равно 110 В. Чему равен ток в первичной обмотке, а также входная и выходная мощности трансформатора, если потерь энергии в нем нет?

6. Первичная обмотка понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 8 включена в сеть напряжением 200 В. Сопротивление вторичной обмотки 2 Ом, ток во вторичной обмотке трансформатора 3 А. Определите падение напряжения на зажимах вторичной обмотки. Потерями в первичной обмотке пренебречь.

5. Вопросы.

1. Почему на трансформаторной будке написано “Осторожно опасно!”. “Не влезай – убьет!”

2. Какой там трансформатор?

3. Первый трансформатор был изобретен в 1878 году. Это было 134 года тому назад. Чем он заслужил наше внимание? Чем он так хорош?

6. Подведение итогов.

Мы сегодня повторили тему “Трансформатор”. Я надеюсь, что вы поняли роль трансформатора в жизненной деятельности человека.

7. Домашнее задание. Параграф 39, задания на листе.

Домашнее задание по теме “Трансформатор”

Вариант 1

1. На каком физическом явлении основана работа трансформатора?

А. Магнитное действие тока.

Б. Электромагнитная индукция.

В. Тепловое действие тока.

2. Как изменится сила тока в первичной обмотке трансформатора при убывании силы тока в его вторичной обмотке?

А. Увеличится.

Б. Уменьшится.

В. Не изменится.

Г. Ответ неоднозначен.

3. Напряжение на зажимах вторичной обмотки понижающего трансформатора 60 В, сила тока во вторичной цепи 40 А. Первичная обмотка включена в цепь с напряжением 240 В. Найдите силу тока в первичной обмотке трансформатора.

4. Первичная обмотка понижающего трансформатора включена в сеть переменного тока с напряжением 220 В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки 20 В, ее сопротивление 1 Ом, ток в ней 2 А. Найдите коэффициент трансформации и КПД трансформатора.

Домашнее задание по теме “Трансформатор”

Вариант 2

1. Число витков в первичной обмотке трансформатора в 2 раза меньше числа витков во вторичной обмотке. На первичную обмотку подали напряжение U. Чему равно напряжение на вторичной обмотке трансформатора?

А. 0.

Б. U / 2.

В. 2 U.

2. Во сколько раз изменяются потери энергии в линии электропередачи, если на понижающую подстанцию будет подаваться напряжение 10 кВ вместо 100 кВ при условии передачи одинаковой мощности?

А. Увеличится в 10 раз.

Б. Уменьшится в 100 раз.

В. Увеличится в 100 раз.

3. Трансформатор имеет коэффициент трансформации 20. Напряжение на первичной обмотке 120 В. Определите напряжение на вторичной обмотке и число витков в ней, если первичная обмотка имеет 200 витков.

4. Первичная обмотка трансформатора имеет 2400 витков. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка, чтобы при напряжении на зажимах 11 В передавать во внешнюю цепь мощность 22 Вт? Сопротивление вторичной обмотки 0,2 Ом. Напряжение в сети 380 В.

Домашнее задание по теме “Трансформатор”

Вариант 3

1. Как изменится сила тока в первичной обмотке трансформатора при возрастании силы тока в его вторичной обмотке?

А. Увеличится.

Б. Уменьшится.

В. Не изменится.

Г. Ответ неоднозначен.

2. Какой ток можно подавать на обмотку трансформатора?

А. Только переменный.

Б. Только постоянный.

В. Переменный и постоянный.

3. Трансформатор повышает напряжение с 220 В до 1,1 кВ и содержит 700 витков в первичной обмотке. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков во вторичной обмотке? В какой обмотке провод большего сечения?

4. Первичная обмотка трансформатора с коэффициентом трансформации, равным 8, включена в сеть с напряжением 220 В. Сопротивление вторичной обмотки 2 Ом, сила тока во вторичной обмотке трансформатора 3 А. Определите напряжение на зажимах вторичной обмотки. Потерями в первичной обмотке пренебречь.

Open Library — открытая библиотека учебной информации

Энергетика Преобразование переменного тока. Трансформатор. Работа и мощность переменного тока.

просмотров — 405

Переменный ток и его получение. Действующее значение тока и его напряжение.

Мощность переменного тока. Ответ на вопрос о мощности постоянного электрического тока более прост. В случае если напряжение между концами некоторого участка цепи равно U, а сила постоянного тока в этом участке цепи рав­на I, то мощность, выделяемая током в этом участке цепи, равна

P = IU = I2∙R (1), где R — активное сопротивление участка цепи.

В случае переменного тока дело обстоит сложнее, так как сила переменного тока определяется не только актив­ным сопротивлением цепи R, но и ее индуктивным или ем­костным сопротивлением.

Представим себе, к примеру, что какой-нибудь участок цепи имеет только емкостное сопротивление, т. е. содержит только конденсатор. Процесс прохождения тока через кон­денсатор представляет собой про­цесс многократно повторяющейся зарядки и разрядки этого конденсатора. В течение той четверти периода, когда кон­денсатор заряжается, источник расходует некоторую энер­гию, которая запасается в конденсаторе в виде энергии его электрического поля. Но в следующую четверть периода конденсатор разряжается и отдает обратно в сеть практи­чески всю запасенную в нем энергию. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, если пренебречь обычно очень малыми потерями энергии на на­гревание диэлектрика в конденсаторе, то прохождение тока через конденсатор не связано с выделœением в нем мощности.

То же будет иметь место и при прохождении тока через катушку, сопротивление которой можно считать чисто ин­дуктивным. В течение той четверти периода, пока ток нара­стает, в катушке создается магнитное поле, обладающее определœенным запасом энергии. На создание этого поля расходуется энергия источника. Но в следующую четверть периода, когда ток уменьшается, магнитное поле исчезает, и запасенная в нем энергия в процессе самоиндукции вновь возвращается к источнику.

Наличие емкостного или индуктивного сопротивления цепи хотя и отражается на силе тока в этой цепи, но не связано с расходом мощности в ней. В конденса­торах и катушках с индуктивным сопротивлением энергия то берется «взаймы» у источника, то снова возвращается к нему, но она не уходит из цепи, не тратится на нагрева­ние проводников (джоулево тепло) или на совершение механической работы и т. п.

Чтобы не ослеплять зрителœей резким переходом от темноты к свету, во многих театрах и кинотеатрах свет после окончания действия или сеанса включают не сразу, а постепенно. Лампы сначала начинают светиться тусклым красным светом и разгора­ются медленно в течение нескольких секунд. Это можно осущест­вить либо с помощью реостата͵ либо с помощью катушки с вы­двигающимся желœезным сердечником.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, при наличии в цепи индуктивного и ем­костного сопротивлений мощность, фактически расходуе­мая в цепи, всœегда меньше, чем произведение UI, т. е. равна

P = U∙I∙λ (2)

где λесть некоторый коэффициент, меньший единицы, на­зываемый коэффициентом мощности данной цепи.

Важно заметить, что для сину­соидальных токов данный коэффициент равен λ = cos φ, где φ есть сдвиг фаз между током в цепи и напряжением между концами рассматриваемо­го ее участка. Таким образом,

P = I∙U∙cosφ (3)

Сдвиг фаз φ между напряже­нием и током растет по мере увеличения отношения емкостного или ин­дуктивного сопротивления к активному. Но с ростом φ уменьшается зна­чение cosφ. По этой причине коэффициент мощности прибора, потребляющего переменный ток, тем меньше, чем больше его емкостное или индуктивное сопротивление по сравнению с активным. Он обращается в нуль для чисто индуктивного или чисто емкостного сопротивления (φ = π/2, соs φ = 0) и равен единице для чисто активного (φ = 0, cosφ = 1).

Трансформаторы. При практическом использовании энергии электрического тока очень часто возникает необ­ходимость изменять напряжение, даваемое каким-либо генератором. В одних случаях бывают нужны напряжения в тысячи или даже сотни тысяч вольт, в других необходимы напряжения в несколько вольт или несколько десятков вольт. Осуществить такого рода преобразования постоян­ного напряжения очень трудно, между тем переменное на­пряжение можно преобразовать — повышать или пони­жать — весьма просто и почти без потерь энергии, В этом заключается одна из базовых причин того, что в технике пользуются в подавляющем большинстве случаев перемен­ным, а не постоянным током. Приборы, с помощью которых производится преобра­зование напряжения переменного тока, носят название трансформаторов. Принципиальная схема устройства транс­форматора показана на рис. 309.

Всякий трансформатор имеет желœезный сердечник, на который надеты две катуш­ки (обмотки). Концы одной из этих обмоток подключаются к источнику переменного тока, к примеру к городской сети, с напряжением U1; нагрузка, т. е. те приборы, которые по­требляют электрическую энергию, подключается к концам второй обмотки, на которых создается переменное напряжение U2, отличное от U1.

Об­мотка, подключенная к источ­нику тока, принято называть пер­вичной, а обмотка, к которой подключена нагрузка,— вто­ричной. В случае если напряжение на первичной обмотке (напряже­ние источника) больше, чем на вторичной, т. е. U1>U2то трансформатор принято называть понижающим; если же U1<U2, то он принято называть повы­шающим.

Когда мы подключаем тран­сформатор к источнику переменного тока, к примеру к городской сети, то проходящий по первичной обмотке переменный ток создает переменное магнитное поле, одна из линий которого показана штри­ховой линией на рис. 309. Так как обе обмотки надеты на общий желœезный сердечник, то почти всœе линии этого поля проходят через обмотки. Иначе можно сказать, что обе об­мотки пронизываются одним и тем же магнитным потоком. При изменении этого потока в каждом витке обмоток, как первичной, так и вторичной, индуцируется одна и та же э. д. с. е. Полная же индуцированная э. д. с. ε, возникаю­щая в каждой обмотке, равна произведению э. д. с. ε на число витков N в соответствующей обмотке. В случае если первич­ная обмотка имеет N1витков, а вторичная — N2витков, то индуцированные в них э. д. с. равны соответственно ε1 = ε∙N1 (4) и ε2 = ε∙N2 (5), т. е. (6)

При так называемом холостом ходе трансформатора, т. е. тогда, когда к концам вторичной обмотки не подклю­чена никакая нагрузка и через нее не идет ток, напряжение на концах вторичной обмотки U2равно индуцированной в ней э. д. с. ε2. Что же касается э. д. с. ε1 инду­цированной в первичной обмотке, то она по правилу Лен­ца (§ 139) всœегда направлена противоположно приложен­ному к ней внешнему напряжению U1и при холостом ходе почти равна ему.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, отношение напряжений на зажимах обмоток трансформатора при холостом ходе приближенно равно отношению индуцированных в них э. д. с:

(7)

Это отношение принято называть коэффициентом трансформации и обозначается буквой К:

(8)

В случае если, к примеру, первичная обмотка имеет 2500 витков, а вторичная — 250 витков, то коэффициент трансформации равен 10. Подключив первичную обмотку к источнику с на­пряжением U1 = 1000 В, мы на вторичной обмотке получим напряжение U2 = 100 В. В случае если бы мы, наоборот, использо­вали в качестве первичной обмотку с меньшим числом вит­ков и подключили ее к источнику с напряжением U1=100 В, то коэффициент трансформации был бы равен 0,1, и на кон­цах другой обмотки мы получили бы напряжение U2= 1000 В. В первом случае наш трансформатор работает как понижаю­щий, во втором — как повышающий.

Трансформаторы рассчитываются так, чтобы при нор­мальной их нагрузке, когда током холостого хода I0 мож­но пренебречь по сравнению с рабочим током I1 токи в пер­вичной и вторичной обмотках были приблизительно обратно пропорциональны соответствующим напряжениям: (9)

По этой причине, если напряжение U2во много раз меньше, чем U1во вторичной цепи такого по­нижающего трансформатора можно получить очень боль­шие токи. Такие трансформа­торы применяются при элект­росварке. На рис. 311 для примера показан понижающий трансформатор, вторичная об­мотка которого имеет всœего один виток. Напряжение U2 здесь очень мало, но ток во вторичной обмотке настолько велик, что он нагревает до красного каления толстый мед­ный стержень.

Трансформатор представляет собой, как мы видим, прибор, передающий энергию из цепи первичной обмотки в цепь вторичной. Эта передача неизбежно связана с неко­торыми потерями — расхо­дом энергии на нагрева­ние обмоток, на токи Фу­ко и на перемагничивание желœеза.

К. п. д. трансформатора называют отно­шение мощности, потреб­ляемой в цепи вторичной обмотки, к мощности, от­бираемой из сети. η = (10)

Раз­ность между этими вели­чинами представляет собой бесполезную потерю. Для уменьшения потерь энергии на нагревание сердеч­ников токами Фуко их изготовляют из отдельных тонких листков стали, изолированных друг от друга, а для уменьшения потерь на нагревание сердечника при его перемагничиваний сердечники изготовляют из специальных сор­тов стали, в которых эти потери малы. Благодаря этому по­тери обычно весьма малы по сравнению с мощностью, пре­образуемой в трансформаторах, и к. п. д. трансформаторов очень высок. Он достигает 98—99 % для больших трансфор­маторов и около 95% для малых.

Токи Фуко или вихревые токи – вихревые индукционные токи, возникающие в проводниках при изменении пронизывающего их магнитного потока

Трансформаторы для небольших мощностей (десятки ватт), применяющиеся главным образом в лабораториях и для бытовых целœей, имеют очень небольшие размеры. Мощные же трансформаторы, преобразующие сотни и тысячи киловатт, представляют собой огромные сооружения. Обычно мощные трансформаторы помещаются в стальной бак, заполненный специальным минœеральным маслом. Это улучшает условия охлаждения транс­форматора, и, кроме того, масло играет важную роль как изолирующий материал. Концы обмоток трансформатора выводятся через проходные изоляторы, укрепленные на

верхней крышке бака.

Трансформатор был изобретен в 1876 ᴦ. П. Н. Яблочко­вым, который применил его для питания своих «свечей», требующих различного напряжения.

Задачи:

1.1341. Понижающий трансформатор со ПО витками во вторичной обмотке понижает напряжение от 22 000 В до 110 В. Сколько витков в его первичной обмотке? (Указание: использовать формулу (7)).

2.1342. Первичная обмотка повышающего трансформато­ра содержит 100 витков, а вторичная — 1000. Напряжение в первичной цепи 120 В. Каково напряжение во вторичной цепи, если потерь энергии нет? (Указание: использовать формулу (7)).

3.1343. Лабораторный трансформатор включен в сеть на­пряжением 110 В. В первичной его обмотке содержится 440 витков провода. На выходе трансформаторов есть за­жимы на 4, 6, 8 и 10 В. Каково полное число витков во вто­ричной обмотке? (Указание: использовать формулу (7)).

4.1344. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 300 витков, включен в сеть напряжением 220 В. Во вторич­ную цепь трансформатора, имеющую 165 витков, включен резистор сопротивлением 50 Ом. Найдите силу тока во вторичной цепи, если падение напряжения на ней равно 50 В. (Указание: Считаем, что резистор включен последовательно и общее напряжение на вторичной обмотке считаем как U=U2+I∙R. Затем используем формулу (7) в виде (U1/(U2+I∙R) = N1/N2). Из этой формулы выразить силу тока и найти ее численное значение).

5.1345. На первичную обмотку понижающего трансфор­матора с коэффициентом трансформации 10 подается на­пряжение 220 В. При этом во вторичной обмотке, сопротив­ление которой 2 Ом, течет ток 4 А. Пренебрегая потерями в первичной обмотке, определите напряжение на выходе трансформатора. (Указание: использовать формулу (8) с учетом указания к задаче 4).

6.1346. Первичная обмотка понижающего трансформато­ра с коэффициентом трансформации 8 включена в сеть на­пряжением 200 В. Сопротивление вторичной обмотки 2 Ом, ток во вторичной обмотке трансформатора 3 А. Определите напряжение на зажимах вторичной обмотки. Потерями в первичной обмотке пренебречь. (Указание: использовать формулу (8) с учетом указания к задаче 4).

7.1347. В случае если на первичную обмотку ненагруженного трансформатора подать напряжение 220 В, то напряжение во вторичной обмотке будет равно 127 В. Активное сопро­тивление первичной обмотки равно 2 Ом, вторичной 1 Ом. Каково будет напряжение на резисторе сопротивле­нием 10 Ом, если его подключить ко вторичной обмотке? Потерями энергии в трансформаторе пренебречь.

8.1348. Первичная обмотка понижающего трансформато­ра с коэффициентом трансформации 10 включена в сеть на­пряжением 120 В. Сопротивление вторичной обмотки 1,2 Ом, ток во вторичной цепи 5 А. Определите сопротивле­ние нагрузки трансформатора и напряжение на зажимах вторичной обмотки. Потерями в первичной цепи прене­бречь. (Указание: использовать формулу (8) с учетом указания к задаче 4, выразить напряжение и найти его численное значение).

9.1349. Повышающий трансформатор создает во вторич­ной цепи ток 2 А при напряжении 2200 В. Напряжение в первичной обмотке равно 110 В. Чему равен ток в первич­ной обмотке, а также входная и выходная мощности транс­форматора, если потерь энергии в нем нет? (Указание: использовать формулу (9), принимая во внимание, что раз потерь энергии нет, то входная и выходная мощности равны, мощность P=UI).

10.1350. Ток в первичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на ее концах 220 В. Ток во вторичной обмотке 11 А, напряжение на ее концах 9,5 В, Определите коэффи­циент полезного действия трансформатора. (Указание: использовать формулу (10)).

11.1351.Понижающий трансформатор дает ток 20 А при напряжении 120 В. Первичное напряжение равно 22 000 В. Чему равны ток в первичной обмотке, а также входная и выходная мощности трансформатора, если его КПД ра­вен 90%? (Указание: использовать формулы (9) и (10)).

12.1352. Первичная обмотка понижающего трансформато­ра включена в сеть с напряжением 220 В, Напряжение на зажимах вторичной обмотки 20 В, ее сопротивление 1 Ом. Сила тока во вторичной цепи равна 2 А. Определите коэффициент трансформации и коэффициент полезного действия трансформатора. Потерями в первичной катушке пренебречь. (Указание: использовать формулу (8) с учетом указания к задаче 4).

13.1353.На первичную обмотку трансформатора подается напряжение 3500 В. Его вторичная обмотка соединœена под­водящими проводами с потребителœем, на входе которого на­пряжение 220 В, а потребляемая мощность 25 кВт и cosφ = l. Определите сопротивление подводящих прово­дов, если коэффициент трансформации равен 15. Чему рав­на сила тока в первичной обмотке трансформатора? (Указание: использовать формулы (3) и (8)).

Как определить напряжение первичной обмотки трансформатора. Определение первичной и вторичной обмотки трансформатора. Руководство как проверить мультиметром разное электрооборудование. Определение межвиткового замыкания

Чтобы использовать имеющийся в запасах силовой трансформатор, необходимо как можно точнее узнать его ключевые характеристики. С решением этой задачи практически никогда не возникает затруднений, если на изделии сохранилась маркировка. Требуемые параметры легко можно найти в Сети, просто введя в строку поиска выбитые на трансформаторе буквы и цифры.
Однако довольно часто маркировки нет – надписи затираются, уничтожаются коррозией и так далее. На многих современных изделиях (особенно на дешевых) маркировка не предусмотрена вообще. Выбрасывать в таких случаях трансформатор, конечно же, не стоит. Ведь его цена на рынке может быть вполне приличной.

Наиболее важные параметры силовых трансформаторов

Что же нужно знать о трансформаторе, чтобы корректно и, самое главное, безопасно использовать его в своих целях? Чаще всего это ремонт какой-либо бытовой техники или изготовление собственных поделок, питающихся невысоким напряжением. А знать о лежащем перед нами трансформаторе нужно следующее:
  1. На какие выводы подавать сетевое питание (230 вольт)?
  2. С каких выводов снимать пониженное напряжение?
  3. Каким оно будет (12 вольт, 24 или другим)?
  4. Какую мощность сможет выдать трансформатор?
  5. Как не запутаться, если обмоток, а соответственно, и попарных выводов – несколько?
Все эти характеристики вполне реально вычислить даже тогда, когда нет абсолютно никакой информации о марке и модели силового трансформатора.
Для выполнения работы понадобятся простейшие инструменты и расходные материалы:
  • мультиметр с функциями омметра и вольтметра;
  • паяльник;
  • изолента или термоусадочная трубка;
  • сетевая вилка с проводом;
  • пара обычных проводов;
  • лампа накаливания;
  • штангенциркуль;
  • калькулятор.


Еще понадобится какой-либо инструмент для зачистки проводов и минимальный набор для пайки – припой и канифоль.

Определение первичной и вторичной обмоток

Первичная обмотка понижающего трансформатора предназначена для подачи сетевого питания. То есть именно к ней необходимо подключать 230 вольт, которые есть в обычной бытовой розетке. В самых простых вариантах первичная обмотка может иметь всего два вывода. Однако бывают и такие, в которых выводов, например, четыре. Это значит, что изделие рассчитано на работу и от 230 В, и от 110 В. Рассматривать будем вариант попроще.
Итак, как определить выводы первичной обмотки трансформатора? Для решения этой задачи понадобится мультиметр с функцией омметра. С его помощью нужно измерить сопротивление между всеми имеющимися выводами. Где оно будет больше всего, там и есть первичная обмотка. Найденные выводы желательно сразу же пометить, например, маркером.


Определить первичную обмотку можно и другим способом. Для этого намотанную проволоку внутри трансформатора должно быть хорошо видно. В современных вариантах чаще всего так и бывает. В старых изделиях внутренности могут оказаться залитыми краской, что исключает применение описываемого метода. Визуально выделяется та обмотка, диаметр проволоки которой меньше. Она является первичной. На нее и нужно подавать сетевое питание.
Осталось вычислить вторичную обмотку, с которой снимается пониженное напряжение. Многие уже догадались, как это сделать. Во-первых, сопротивление у вторичной обмотки будет намного меньше, чем у первичной. Во-вторых, диаметр проволоки, которой она намотана – будет больше.


Задача немного усложняется, если обмоток у трансформатора несколько. Особенно такой вариант пугает новичков. Однако методика их идентификации тоже очень проста, и аналогична вышеописанному. В первую очередь, нужно найти первичную обмотку. Ее сопротивление будет в разы больше, чем у оставшихся.
В завершение темы по обмоткам трансформатора стоит сказать несколько слов о том, почему сопротивление первичной обмотки больше, чем у вторичной, а с диаметром проволоки все с точностью до наоборот. Это поможет начинающим детальнее разобраться в вопросе, что очень важно при работе с высоким напряжением.
На первичную обмотку трансформатора подается сетевое напряжение 220 В. Это значит, что при мощности, например, 50 Вт через нее потечет ток силой около 0,2 А (мощность делим на напряжение). Соответственно, большое сечение проволоки здесь не нужно. Это, конечно же, очень упрощенное объяснение, но для начинающих (и решения поставленной выше задачи) этого будет достаточно.
Во вторичной обмотке токи протекают более значительные. Возьмем самый распространенный трансформатор, который выдает 12 В. При той же мощности в 50 Вт ток, протекающий через вторичную обмотку, составит порядка 4 А. Это уже довольно большое значение, потому проводник, через который будет проходить такой ток, должен быть потолще. Соответственно, чем больше сечение проволоки, тем сопротивление ее будет меньше.
Пользуясь этой теорией и простейшим омметром можно легко вычислять, где какая обмотка у понижающего трансформатора без маркировки.

Определение напряжения вторичной обмотки

Следующим этапом идентификации «безымянного» трансформатора будет определение напряжения на его вторичной обмотке. Это позволит установить, подходит ли изделие для наших целей. Например, вы собираете блок питания на 24 В, а трансформатор выдает только 12 В. Соответственно, придется искать другой вариант.


Для определения напряжения, которое возможно снять со вторичной обмотки, на трансформатор придется подавать сетевое питание. Это уже довольно опасная операция. По неосторожности или незнанию можно получить сильный удар током, обжечься, повредить проводку в доме или сжечь сам трансформатор. Потому не лишним будет запастись несколькими рекомендациями относительно техники безопасности.
Во-первых, при тестировании подсоединять трансформатор к сети следует через лампу накаливания. Она подключается последовательно, в разрыв одного из проводов, идущих к вилке. Лампочка будет служить в роли предохранителя на случай, если вы что-то сделаете неправильно, или же исследуемый трансформатор неисправен (закорочен, сгоревший, намокший и так далее). Если она светится, значит что-то пошло не так. На лицо короткое замыкание в трансформаторе, потому вилку из розетки лучше сразу же вытянуть. Если лампа не светится, ничего не воняет и не дымит – работу можно продолжать.
Во-вторых, все соединения между выходами и вилкой должны быть тщательно заизолированы. Не стоит пренебрегать этой рекомендацией. Вы даже не заметите, как рассматривая показания мультиметра, например, возьметесь поправлять скручивающиеся провода, получите хорошенький удар током. Это опасно не только для здоровья, но и для жизни. Для изолирования используйте изоленту или термоусадочную трубку соответствующего диаметра.
Теперь сам процесс. К выводам первичной обмотки припаивается обычная вилка с проводами. Как указано выше, в цепь добавляется лампа накаливания. Все соединения изолируются. К выводам вторичной обмотки подсоединяется мультиметр в режиме вольтметра. Обратите внимание на то, чтобы он был включен на измерение переменного напряжения. Начинающие часто допускают тут ошибку. Установив ручку мультиметра на измерение постоянного напряжения, вы ничего не сожжете, однако, на дисплее не получите никаких вменяемых и полезных показаний.


Теперь можно вставлять вилку в розетку. Если все в рабочем состоянии, то прибор покажет вам выдаваемое трансформатором пониженное напряжение. Аналогично можно измерить напряжение на других обмотках, если их несколько.

Простые способы вычисления мощности силового трансформатора

С мощностью понижающего трансформатора дела обстоят немного сложнее, но некоторые простые методики, все же, есть. Самый доступный способ определить эту характеристику – измерение диаметра проволоки во вторичной обмотке. Для этого понадобится штангенциркуль, калькулятор и нижеприведенная информация.
Сначала измеряется диаметр проволоки. Для примера возьмем значение в 1,5 мм. Теперь нужно вычислить сечение проволоки. Для этого необходимо половину диаметра (радиус) возвести в квадрат и умножить на число «пи». Для нашего примера сечение будет около 1,76 квадратных миллиметров.
Далее для расчета понадобится общепринятое значение плотности тока на квадратный миллиметр проводника. Для бытовых понижающих трансформаторов это 2,5 ампера на миллиметр квадратный. Соответственно, по второй обмотке нашего образца сможет «безболезненно» протекать ток силой около 4,3 А.
Теперь берем вычисленное ранее напряжение вторичной обмотки, и умножаем его на полученный ток. В результате получим примерное значение мощности нашего трансформатора. При 12 В и 4,3 А этот параметр будет в районе 50 Вт.
Мощность «безымянного» трансформатора можно определить еще несколькими способами, однако, они более сложные. Желающие смогут найти информацию о них в Сети. Мощность узнается по сечению окон трансформатора, с помощью программ расчета, а также по номинальной рабочей температуре.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что определение характеристик трансформатора без маркировки является довольно простой задачей. Главное – соблюдать правила безопасности и быть предельно внимательным при работе с высоким напряжением.

Трансформатор является простым электротехническим устройством и служит для преобразования напряжения и тока. На общем магнитном сердечнике наматываются входная и одна или несколько выходных обмоток. Подаваемое на первичную обмотку переменное напряжение индуцирует магнитное поле, которое вызывает появление переменного напряжения такой же частоты во вторичных обмотках. В зависимости от соотношения числа витков изменяется коэффициент передачи.

Для проверки неисправностей трансформатора прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Это можно сделать по его , где указываются номера выводов, обозначение типа (тогда можно воспользоваться справочниками), при достаточно большом размере даже есть рисунки. Если трансформатор непосредственно в каком-то электронном приборе, то все это прояснят принципиальная электрическая схема на устройство и спецификация.

Определив все выводы, мультиметром можно проверить два дефекта: обрыв обмотки и замыкание ее на корпус или другую обмотку.

Для определения обрыва надо «прозвонить» в режиме омметра по очереди каждую обмотку, отсутствие показаний («бесконечное» сопротивление) указывает на обрыв. На цифровом мультиметре могут быть недостоверные показания при проверке обмоток с большим числом витков из-за их высокой индуктивности.

Для поиска замыкания на корпус один щуп мультиметра подсоединяется к выводу обмотки, а вторым поочередно касаются выводов других обмоток (достаточно одного любого из двух) и корпуса (место контакта нужно зачистить от краски и лака). Короткого замыкания быть не должно, проверить так необходимо каждый вывод.

Межвитковое замыкание трансформатора: как определить

Еще один распространенный дефект трансформаторов – межвитковое замыкание, распознать его лишь с помощью мультиметра практически невозможно. Тут могут помочь внимательность, острое зрение и обоняние. Проволока изолируется только за счет своего лакового покрытия, при пробое изоляции между соседними витками сопротивление все равно остается, что приводит к местному нагреву. При визуальном осмотре на исправном трансформаторе не должно быть почернений, потеков или вздутия заливки, обугливания бумаги, запаха гари.

В случае, если тип трансформатора определен, то по справочнику можно узнать сопротивление его обмоток. Для этого используем мультиметр в режиме мегомметра. После измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора сравниваем со справочным: отличия более чем в 50% указывают на неисправность обмотки. Если сопротивление обмоток трансформатора не указано, то всегда приводится количество витков, и тип провода и теоретически, при желании, его можно вычислить.

Можно ли проверить бытовые понижающие трансформаторы?

Можно попробовать проверить мультиметром и распространенные классические понижающие трансформаторы, используемые в блоках питания для различных устройств с входным напряжением 220 вольт и выходным постоянным от 5 до 30 вольт. Осторожно, исключив возможность коснуться оголенных проводов, подается на первичную обмотку 220 вольт. При появлении запаха, дыма, треска выключить надо сразу, эксперимент неудачен, первичная обмотка неисправна.
Если все нормально, то прикасаясь только щупами тестера, измеряется напряжение на вторичных обмотках. Отличие от ожидаемых более чем на 20% в меньшую сторону говорит о неисправности этой обмотки.

Для сварки в домашних условиях необходим функциональный и производительный аппарат, приобретение которого сейчас слишком дорогое удовольствие. Собрать из подручных материалов вполне возможно, предварительно изучив соответствующую схему.

Что такое солнечные батареи и как с их помощью создать систему домашнего энергоснабжения, расскажет на эту тему.

Может помочь мультиметр и в случае, если имеется такой же, но заведомо исправный трансформатор. Сравниваются сопротивления обмоток, разброс менее 20% является нормой, но надо помнить, что для значений меньше 10 Ом не каждый тестер сможет дать верные показания.

Мультиметр сделал все, что мог. Для дальнейшей проверки понадобятся уже и осциллограф.

Подробная инструкция: как проверить трансформатор мультиметром на видео

Прежде чем подключать трансформатор к сети,нужно определить первичную обмотку трансформатора, прозвонить его первичные и вторичные обмотки омметром.

У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.

несколько первичных обмоток

Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.

В двух каркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.

защищен предохранителем

При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном , предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Когда неизвестен тип силового трансформатора, тем более мы не знаем его паспортных данных, на помощь приходит обыкновенный стрелочный тестер и не хитрое приспособление в лице лампы накаливания.

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:

I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер),
P – габаритная мощность трансформатора (Ватт),
U – напряжение сети (~220 Вольт).

35 / 220 = 0,16 Ампер

Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

определение первичного напряжения трансформатора

Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.

При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.

Мощность (Вт) Ток ХХ (мА)
5 — 10 10 — 200
10 -50 20 — 100
50 — 150 50 — 300
150 — 300 100 — 500
300 — 1000 200 — 1000

Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности.
Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем больше ток ХХ.

Схема подключения, при определения количества витков на вольт.

Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН,
ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать
трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?

Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор
от старого телевизора, к примеру, трансформатор и ему подобные.

Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока , но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток —
амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся,
диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным
проводом в изоляции.

Формула для расчета витков трансформатора

50/S

Сопутствующие формулы:

P=U2*I2 (мощность трансформатора)

Sсерд(см2)= √ P(ва) N=50/S

I1(a)=P/220 (ток первичной обмотки)

W1=220*N (количество витков первичной обмотки)

W2=U*N (количество витков вторичной обмотки)

D1=0,02*√i1(ma) D2=0,02*√i2(ma)
K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)

50/S — это эмпирическая формула, где S — площадь сердечника трансформатора в см2 (ширину х толщину), считается, что она справедлива до мощности порядка 1кВт.
Измерив площадь сердечника, прикидываем сколько надо
витков намотать на 10 вольт, если это не очень трудно, не разбирая
трансформатора наматываем контрольную обмотку через свободное
пространство (щель).

Подключаем лабораторный автотрансформатор к
первичной обмотке и подаёте на неё напряжение, последовательно включаем
контрольный амперметр, постепенно повышаем напряжение ЛАТР-ом, до начала
появления тока холостого хода.

Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно
«жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности
передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие
броски тока нагрузки при высоком напряжении (2500 -3000 в), например,
тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от
максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив
полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем
расчет количества витков на вольт.

Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.

Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.

Если нет под рукой амперметра, то вместо него можно использовать
вольтметр, замеряя падение напряжение на резисторе, включенного в разрыв
подачи напряжения к первичной обмотке, потом рассчитать ток из
полученных измерений.

12.12.2017

Часто нужно ознакомиться заранее с вопросом о том, как проверить трансформатор. Ведь при выходе его из строя или нестабильной работе будет сложно искать причину отказа оборудования. Это простое электротехническое устройство можно продиагностировать обычным мультиметром. Рассмотрим, как это сделать.

Что собой представляет оборудование?

Как проверить трансформатор, если не знаем его конструкцию? Рассмотрим принцип действия и разновидности простого оборудования. На магнитный сердечник наносят витки медной проволоки определенного сечения так, чтобы оставались выводы для подающей обмотки и вторичной.

Передача энергии во вторичную обмотку производится бесконтактным способом. Тут уже становится почти ясно, как проверить трансформатор. Аналогично прозванивается обычная индуктивность омметром. Витки образуют сопротивление, которое можно измерить. Однако такой способ применим, когда известна заданная величина. Ведь сопротивление может измениться в большую или меньшую сторону в результате нагрева. Это называется межвитковое замыкание.

Такое устройство уже не будет выдавать эталонное напряжение и ток. Омметр покажет только обрыв в цепи или полное короткое замыкание. Для дополнительной диагностики используют проверку замыкания на корпус тем же омметром. Как проверить трансформатор, не зная выводов обмоток?

Виды

Трансформаторы делятся на следующие группы:

  • Понижающие и повышающие.
  • Силовые чаще служат для уменьшения подводящего напряжения.
  • Трансформаторы тока для подачи потребителю постоянной величины тока и ее удержания в заданном диапазоне.
  • Одно- и многофазные.
  • Сварочного назначения.
  • Импульсные.

В зависимости от назначения оборудования изменяется и принцип подхода к вопросу о том, как проверить обмотки трансформатора. Мультиметром можно прозвонить лишь малогабаритные устройства. Силовые машины уже требуют иного подхода к диагностике неисправностей.

Метод прозвонки

Метод диагностики омметром поможет с вопросом о том, как проверить трансформатор питания. Прозванивать начинают сопротивление между выводами одной обмотки. Так устанавливают целостность проводника. Перед этим проводят осмотр корпуса на отсутствие нагаров, наплывов в результате нагрева оборудования.

Далее замеряют текущие значения в Омах и сравнивают их с паспортными. Если таковых не имеется, то потребуется дополнительная диагностика под напряжением. Прозвонить рекомендуется каждый вывод относительно металлического корпуса устройства, куда подключаются заземление.

Перед проведением замеров следует отключить все концы трансформатора. Отсоединить от цепи их рекомендуется и в целях собственной безопасности. Также проверяют наличие электронной схемы, которая часто присутствует в современных моделях питания. Её также следует выпаять перед проверкой.

Бесконечное сопротивление говорит о целой изоляции. Значения в несколько килоом уже вызывают подозрения о пробое на корпус. Также это может быть за счет скопившейся грязи, пыли или влаги в воздушных зазорах устройства.

Под напряжением

Испытания с поданным питанием проводятся, когда стоит вопрос о том, как проверить трансформатор на межвитковое замыкание. Если мы знаем величину питающего напряжения устройства, для которого предназначен трансформатор, то замеряют вольтметром значение холостого хода . То есть провода выводные находятся в воздухе.

Если значение напряжения отличается от номинального, то делают выводы о межвитковом замыкании в обмотках. Если при работе устройства слышны треск, искрение, то такой трансформатор лучше сразу выключить. Он неисправен. Существуют допустимые отклонения при измерениях:

  • Для напряжения значения могут отличаться на 20%.
  • Для сопротивления нормой является разброс значений в 50% от паспортных.

Замер амперметром

Разберемся, как проверить трансформатор тока. Его включают в цепь: штатную либо собственно изготовленную. Важно, чтобы значение тока было не меньше номинального. Замеры амперметром проводят в первичной цепи и во вторичной.

Ток в первичной цепи сравнивают со вторичными показаниями. Точнее, делят первые значения на замеренные во вторичной обмотке. Коэффициент трансформации следует взять из справочника и сравнить с полученными расчетами. Результаты должны быть одинаковыми.

Трансформатор тока нельзя замерять на холостом ходу. На вторичной обмотке в таком случае может образоваться слишком высокое напряжение , способное повредить изоляцию. Также следует соблюдать полярность подключения, что повлияет на работу всей подключенной схемы.

Типичные неисправности

Перед тем как проверить трансформатор микроволновки, приведем частые разновидности поломок, устраняемых без мультиметра. Часто устройства питания выходят из строя вследствие короткого замыкания. Оно устанавливается путем осмотра монтажных плат, разъемов, соединений. Реже происходит механическое повреждение корпуса трансформатора и его сердечника.

Механический износ соединений выводов трансформатора происходит на движущихся машинах. Большие питающие обмотки требуют постоянного охлаждения. При его отсутствии возможен перегрев и оплавление изоляции.

ТДКС

Разберемся, как проверить импульсный трансформатор. Омметром можно будет установить только целостность обмоток. Работоспособность устройства устанавливается при подключении в схему, где участвует конденсатор, нагрузка и звуковой генератор.

На первичную обмотку пускают импульсный сигнал в диапазоне от 20 до 100 кГц. На вторичной же обмотке делают замеры величины осциллографом. Устанавливают присутствие искажений импульса. Если они отсутствуют, делают выводы об исправном устройстве.

Искажения осциллограммы говорят о подпорченных обмотках. Ремонтировать такие устройства не рекомендуется самостоятельно. Их настраивают в лабораторных условиях. Существуют и другие схемы проверки импульсных трансформаторов, где исследуют присутствие резонанса на обмотках. Его отсутствие свидетельствует о неисправном устройстве.

Также можно сравнивать форму импульсов, поданных на первичную обмотку и вышедших со вторичной. Отклонение по форме также говорит о неисправности трансформатора.

Несколько обмоток

Для замеров сопротивления освобождают концы от электрических соединений. Выбирают любой вывод и замеряют все сопротивления относительно остальных. Рекомендуется записывать значения и маркировать проверенные концы.

Так мы сможем определить тип соединения обмоток: со средними выводами, без них, с общей точкой подключения. Чаще встречаются с отдельным подключением обмоток. Замер получится сделать только с одним из всех проводов.

Если имеется общая точка, то сопротивление замерим между всеми имеющимися проводниками. Две обмотки со средним выводом будут иметь значения только между тремя проводами. Несколько выводов встречается в трансформаторах, рассчитанных на работу в нескольких сетях номиналом 110 или 220 Вольт.

Нюансы диагностики

Гул при работе трансформатора является нормальным, если это специфичные устройства. Только искрение и треск свидетельствуют о неисправности. Часто и нагрев обмоток — это нормальная работа трансформатора. Чаще это наблюдается у понижающих устройств.

Может создаваться резонанс, когда вибрирует корпус трансформатора. Тогда следует его просто закрепить изоляционным материалом. Работа обмоток значительно меняется при неплотно затянутых или загрязненных контактах. Большинство проблем решается зачисткой металла до блеска и новой обтяжкой выводов.

При замерах значений напряжения и тока следует учитывать температуру окружающей среды , величину и характер нагрузки. Контроль подводящего напряжения также необходим. Проверка подключения частоты обязательна. Азиатская и американская техника рассчитана на 60 Гц, что приводит к заниженным выходным значениям.

Неумелое подключение трансформатора может привести к неисправности устройства. Ни в коем случае не подсоединяют к обмоткам постоянное напряжение. Витки быстро оплавятся в противном случае. Аккуратность в замерах и грамотное подключение помогут не только найти причину поломки, но и, возможно, устранить ее безболезненным способом.

В современной технике трансформаторы применяют довольно часто. Эти приборы используются, чтобы увеличивать или уменьшать параметры переменного электрического тока. Трансформатор состоит из входной и нескольких (или хотя бы одной) выходных обмоток на магнитном сердечнике. Это его основные компоненты. Случается, что прибор выходит из строя и возникает необходимость в его ремонте или замене. Установить, исправен ли трансформатор, можно при помощи домашнего мультиметра собственными силами. Итак, как проверить трансформатор мультиметром?

Основы и принцип работы

Сам по себе трансформатор относится к элементарным устройствам, а принцип его действия основан на двустороннем преобразовании возбуждаемого магнитного поля. Что характерно, индуцировать магнитное поле можно исключительно при помощи переменного тока. Если приходится работать с постоянным, вначале его надо преобразовывать.

На сердечник устройства намотана первичная обмотка, на которую и подается внешнее переменное напряжение с определенными характеристиками. Следом идут она или несколько вторичных обмоток, в которых индуцируется переменное напряжение. Коэффициент передачи зависит от разницы в количестве витков и свойств сердечника.

Разновидности

Сегодня на рынке можно найти множество разновидностей трансформатора. В зависимости от выбранной производителем конструкции могут использоваться разнообразные материалы. Что касается формы, она выбирается исключительно из удобства размещения устройства в корпусе электроприбора. На расчетную мощность влияет лишь конфигурация и материал сердечника. При этом направление витков ни на что не влияет – обмотки наматываются как навстречу, так и друг от друга. Единственным исключением является идентичный выбор направления в случае, если используется несколько вторичных обмоток.


Для проверки подобного устройства достаточно обычного мультиметра, который и будет использоваться, как тестер трансформаторов тока. Никаких специальных приборов не потребуется.

Порядок проверки

Проверка трансформатора начинается с определения обмоток. Сделать это можно при помощи маркировки на устройстве. Должны быть указаны номера выводов, а также обозначения их типа, что позволяет установить больше информации по справочникам. В отдельных случаях имеются даже поясняющие рисунки. Если же трансформатор установлен в какой-то электронный прибор, то прояснить ситуацию сможет принципиальная электронная схема этого прибора, а также подробная спецификация.


Итак, когда все выводы определены, приходит черед тестера. С его помощью можно установить две наиболее частые неисправности – замыкание (на корпус или соседнюю обмотку) и обрыв обмотки. В последнем случае в режиме омметра (измерения сопротивления) перезваниваются все обмотки по очереди. Если какое-то из измерений показывает единицу, то есть бесконечное сопротивление, то налицо обрыв.

Здесь имеется важный нюанс. Проверять лучше на аналоговом приборе, так как цифровой может выдавать искаженные показания из-за высокой индукции, что особенно характерно для обмоток с большим числом витков.

Когда ведется проверка замыкания на корпус, один из щупов подсоединяют к выводу обмотки, в то время как вторым позванивают выводы всех прочих обмоток и самого корпуса. Для проверки последнего потребуется предварительно зачистить место контакта от лака и краски.

Определение межвиткового замыкания

Другой частой поломкой трансформаторов является межвитковое замыкание. Проверить импульсный трансформатор на предмет подобной неисправности с одним лишь мультиметром практически нереально. Однако, если привлечь обоняние, внимательность и острое зрение, задача вполне может решиться.

Немного теории. Проволока на трансформаторе изолируется исключительно собственным лаковым покрытием. Если имеет место пробой изоляции, сопротивление межу соседними витками остается, в результате чего место контакта нагревается. Именно поэтому первым делом следует тщательно осмотреть прибор на предмет появления потеков, почернений, подгоревшей бумаги, вздутий и запаха гари.


Далее стараемся определить тип трансформатора. Как только это получается, по специализированным справочникам можно посмотреть сопротивление его обмоток. Далее переключаем тестер в режим мегаомметра и начинаем измерять сопротивление изоляции обмоток. В данном случае тестер импульсных трансформаторов – это обычный мультиметр.

Каждое измерение следует сравнить с указанным в справочнике. Если имеет место расхождение более чем на 50%, значит, обмотка неисправна.

Если же сопротивление обмоток по тем или иным причинам не указано, в справочнике обязательно должны быть приведены иные данные: тип и сечение провода, а также количество витков. С их помощью можно вычислить желаемый показатель самостоятельно.

Проверка бытовых понижающих устройств

Следует отметить момент проверки тестером-мультиметром классических трансформаторов понижения. Найти их можно практически во всех блоках питания, которые понижают входящее напряжение с 220 Вольт до выходящего в 5-30 Вольт.


Первым делом проверяется первичная обмотка, на которую подается напряжение в 220 Вольт. Признаки неисправности первичной обмотки:

  • малейшая видимость дыма;
  • запах гари;
  • треск.

В этом случае следует сразу прекращать эксперимент.

Если же все нормально, можно переходить к измерению на вторичных обмотках . Прикасаться к ним можно только контактами тестера (щупами). Если полученные результаты меньше контрольных минимум на 20%, значит обмотка неисправна.

К сожалению, протестировать такой токовый блок можно только в тех случаях, если имеется полностью аналогичный и гарантированно рабочий блок, так как именно с него и будут собираться контрольные данные. Также следует помнить, что при работе с показателями порядка 10 Ом некоторые тестеры могут искажать результаты.

Измерение тока холостого хода

Если все тестирования показали, что трансформатор полностью исправен, не лишним будет провести еще одну диагностику – на ток трансформатора холостого хода. Чаще всего он равняется 0,1-0,15 от номинального показателя, то есть тока под нагрузкой.


Для проведения проверки измерительный прибор переключают в режим амперметра. Важный момент ! Мультиметр к испытуемому трансформатору следует подключать замкнутым накоротко.

Это важно, потому что во время подачи электроэнергии на обмотку трансформатора сила тока возрастает до нескольких сот раз в сравнении с номинальным. После этого щупы тестера размыкаются, и на экране отображаются показатели. Именно они и отображают величину тока без нагрузки, тока холостого хода. Аналогичным образом производится измерение показателей и на вторичных обмотках.

Для измерения напряжения к трансформатору чаще всего подключают реостат. Если же его под рукой нет, в ход может пойти спираль из вольфрама или ряд лампочек.

Для увеличения нагрузки увеличивают количество лампочек или же сокращают количество витков спирали.

Как можно видеть, для проверки даже не потребуется никакой особый тестер. Подойдет вполне обычный мультиметр. Крайне желательно иметь хотя бы приблизительное понятие о принципах работы и устройстве трансформаторов, но для успешного измерения достаточно всего лишь уметь переключать прибор в режим омметра.

Как проверить трансформатор?

Трансформатор, который переводится как «Преобразователь», вошел в нашу жизнь и используется повсеместно в быту и промышленности. Именно поэтому необходимо уметь проверять трансформатор на работоспособность и исправность, чтобы предотвратить поломку при сбое. Ведь трансформатор стоит не так дешево. Однако не каждый человек знает, как проверить трансформатор тока самостоятельно и часто предпочитает отнести его мастеру, хотя дело совершенно не сложное.

Рассмотрим вместе подробнее, как можно проверить трансформатор самому.

Как проверить трансформатор мультиметром

Трансформатор работает по простому принципу. В одной его цепи создается благодаря переменному току магнитное поле, а во второй цепи создается электрический ток благодаря магнитному полю . Это позволяет изолировать два тока внутри трансформатора. Чтобы испытать трансформатор, необходимо:

  1. Выяснить, поврежден ли внешне трансформатор. Внимательно осмотрите оболочку трансформатора на наличие вмятин, трещин, дыр и иных повреждений. Часто трансформатор портится от перегрева. Возможно, вы увидите следы расплавления или вздутия на корпусе, тогда дальше смотреть трансформатор не имеет смысла и лучше сдать его в ремонт.
  2. Осмотрите обмотки трансформатора. Должны иметься явно напечатанные метки. Не помешает и иметь с собой схему трансформатора, где можно посмотреть, как он подключен и другие подробности. Схема всегда должна присутствовать в документах или, в крайнем случае, на странице разработчика в интернете.
  3. Найдите также вход и выход трансформатора. Напряжение обмотки, которая создает магнитное поле, должно быть помечено на ней и в документах на схеме. Также должно быть отмечено и на второй обмотке, где генерируется ток, напряжение.
  4. Найдите фильтрацию на выходе, где происходит трансформация мощности из переменной в постоянную. К вторичной обмотке должны быть подсоединены диоды и конденсаторы, которые и выполняют фильтрацию. Они указаны на схеме, но не на трансформаторе.
  5. Подготовьте мультиметр для измерения измерения напряжения в сети. Если крышка панели мешает добраться до сети, то удалите ее на время проверки. Мультиметр можно всегда купить в магазине.
  6. Подключите входную цепь к источнику. Используйте мультиметр в режиме переменного тока и измерьте напряжение первичной обмотки. Если напряжение падает ниже, чем на 80% от ожидаемой величины, то вероятна неисправность первичной обмотки. Тогда просто отсоедините первичную обмотку и проверьте напряжение. Если оно поднялось, то обмотка неисправна. Если же не поднялось, то неисправность в первичном входном контуре.
  7. Также измерьте напряжение на выходе. Если есть фильтрация, то измерение проводится в режиме постоянного тока . Если ее нет, то в режиме переменного тока. Если напряжение неправильно, то необходимо по очереди проверить весь блок. Если все детали в порядке, то неисправен сам трансформатор.

Часто можно услышать жужжащий или шипящий звук от трансформатора. Это означает, что трансформатор вот-вот сгорит и его надо срочно отключить и отдать в ремонт.

Помимо этого, часто обмотки имеют разный потенциал заземления, что влияет на расчет напряжения.

Трансформатор является простым электротехническим устройством и служит для преобразования напряжения и тока. На общем магнитном сердечнике наматываются входная и одна или несколько выходных обмоток. Подаваемое на первичную обмотку переменное напряжение индуцирует магнитное поле, которое вызывает появление переменного напряжения такой же частоты во вторичных обмотках. В зависимости от соотношения числа витков изменяется коэффициент передачи.

Для проверки неисправностей трансформатора прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Это можно сделать по его, где указываются номера выводов, обозначение типа (тогда можно воспользоваться справочниками), при достаточно большом размере даже есть рисунки. Если трансформатор непосредственно в каком-то электронном приборе, то все это прояснят принципиальная электрическая схема на устройство и спецификация.

Определив все выводы, мультиметром можно проверить два дефекта: обрыв обмотки и замыкание ее на корпус или другую обмотку.

Для определения обрыва надо «прозвонить» в режиме омметра по очереди каждую обмотку, отсутствие показаний («бесконечное» сопротивление) указывает на обрыв.

На цифровом мультиметре могут быть недостоверные показания при проверке обмоток с большим числом витков из-за их высокой индуктивности.

Для поиска замыкания на корпус один щуп мультиметра подсоединяется к выводу обмотки, а вторым поочередно касаются выводов других обмоток (достаточно одного любого из двух) и корпуса (место контакта нужно зачистить от краски и лака). Короткого замыкания быть не должно, проверить так необходимо каждый вывод.

Межвитковое замыкание трансформатора: как определить

Еще один распространенный дефект трансформаторов – межвитковое замыкание, распознать его лишь с помощью мультиметра практически невозможно. Тут могут помочь внимательность, острое зрение и обоняние. Проволока изолируется только за счет своего лакового покрытия, при пробое изоляции между соседними витками сопротивление все равно остается, что приводит к местному нагреву. При визуальном осмотре на исправном трансформаторе не должно быть почернений, потеков или вздутия заливки, обугливания бумаги, запаха гари.

В случае, если тип трансформатора определен, то по справочнику можно узнать сопротивление его обмоток. Для этого используем мультиметр в режиме мегомметра. После измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора сравниваем со справочным: отличия более чем в 50% указывают на неисправность обмотки. Если сопротивление обмоток трансформатора не указано, то всегда приводится количество витков, и тип провода и теоретически, при желании, его можно вычислить.

Можно ли проверить бытовые понижающие трансформаторы?

Можно попробовать проверить мультиметром и распространенные классические понижающие трансформаторы, используемые в блоках питания для различных устройств с входным напряжением 220 вольт и выходным постоянным от 5 до 30 вольт. Осторожно, исключив возможность коснуться оголенных проводов, подается на первичную обмотку 220 вольт.

При появлении запаха, дыма, треска выключить надо сразу, эксперимент неудачен, первичная обмотка неисправна.

Если все нормально, то прикасаясь только щупами тестера, измеряется напряжение на вторичных обмотках. Отличие от ожидаемых более чем на 20% в меньшую сторону говорит о неисправности этой обмотки.

Для сварки в домашних условиях необходим функциональный и производительный аппарат, приобретение которого сейчас слишком дорогое удовольствие. Собрать из подручных материалов вполне возможно, предварительно изучив соответствующую схему.

Что такое солнечные батареи и как с их помощью создать систему домашнего энергоснабжения, расскажет на эту тему.

Может помочь мультиметр и в случае, если имеется такой же, но заведомо исправный трансформатор. Сравниваются сопротивления обмоток, разброс менее 20% является нормой, но надо помнить, что для значений меньше 10 Ом не каждый тестер сможет дать верные показания.

Мультиметр сделал все, что мог. Для дальнейшей проверки понадобятся уже и осциллограф.

Подробная инструкция: как проверить трансформатор мультиметром на видео

Основное назначение трансформатора – это преобразование тока и напряжения. И хотя это устройство выполняет достаточно сложные преобразования, само по себе оно имеет простую конструкцию . Это сердечник, вокруг которого намотано несколько катушек проволоки. Одна из них является вводной (носит название первичная обмотка), другие выходными (вторичные). Электрический ток подается на первичную катушку, где напряжение индуцирует магнитное поле. Последнее во вторичных обмотках образует переменный ток точно такого же напряжения и частоты, как и в обмотке входной. Если количество витков в двух катушках будет разным, то и ток на входе и выходе будет разным. Все достаточно просто. Правда, это устройство нередко выходит из строя, и его дефекты не всегда видны, поэтому у многих потребителей возникает вопрос, как проверить трансформатор мультиметром или другим прибором?

Необходимо отметить, что мультиметр пригодиться и в том случае, если перед вами лежит трансформатор с неизвестными параметрами. Так вот их с помощью этого прибора также можно определить. Поэтому, начиная работать с ним, надо в первую очередь разобраться с обмотками. Для этого придется все концы катушек вытянуть по отдельности и прозвонить их, выискивая тем самым парные соединения. При этом рекомендуется концы пронумеровать, определив, к какой обмотке они относятся.

Самый простой вариант – это четыре конца, по две на каждую катушку. Чаще встречаются устройства, у которых более четырех концов. Может оказаться и так, что некоторые из них «не прозваниваются», но это не значит, что в них произошел обрыв. Это могут оказаться так называемые экранирующие обмотки, которые располагаются между первичными и вторичными, они обычно соединяются с «землей».

Вот почему так важно при прозвонке обращать внимание на сопротивление. У сетевой первичной обмотки оно определяется десятками или сотнями Ом. Обратите внимание, что маленькие трансформаторы обладают большим сопротивлением первичных обмоток. Все дело в большем количестве витков и малом диаметре медной проволоки. Сопротивление вторичных обмоток обычно приближенно к нулю.

Проверка трансформатора

Итак, с помощью мультиметра определены обмотки. Теперь можно переходить непосредственно к вопросу, как проверить трансформатор, используя все тот же прибор. Разговор идет о дефектах. Их обычно два:

  • обрыв;
  • износ изоляции, что приводит к замыканию на другую обмотку или на корпус устройства.

Обрыв определить проще простого, то есть, проверяется каждая катушка на сопротивление. Мультиметр выставляется в режим омметра, щупами подключаются к прибору два конца. И если на дисплее показывается отсутствие сопротивления (показаний), то это гарантированно обрыв. Проверка цифровым мультиметром может быть недостоверной в том случае, если тестируется обмотка с большим количеством витков. Все дело в том, что чем больше витков, тем выше индуктивность.


Замыкание проверяется так:

  1. Один щуп мультиметра замыкается на выводной конец обмотки.
  2. Второй щуп попеременно подсоединяется к другим концам.
  3. В случае с замыканием на корпус второй щуп соединяется с корпусом трансформатора.

Есть еще один часто встречаемый дефект – это так называемое межвитковое замыкание. Оно происходит в том случае, если изоляция двух соседних витков изнашивается. Сопротивление в этом случае у проволоки остается, поэтому в месте отсутствия изоляционного лака происходит перегрев. Обычно при этом выделяется запах гари, появляются почернения обмотки, бумаги, вздувается заливка. Мультиметром этот дефект также можно обнаружить. При этом придется узнать из справочника, какое сопротивление должно быть у обмоток данного трансформатора (будем считать, что его марка известна). Сравнивая фактический показатель со справочным, можно точно сказать, есть ли изъян или нет. Если фактический параметр отличается от справочного вполовину или больше, то это прямое подтверждение межвиткового замыкания.

Внимание! Проверяя обмотки трансформатора на сопротивление, не имеет значение, какой щуп к какому концу подсоединять. В данном случае полярность не играет никакой роли.

Измерение тока холостого хода

Если трансформатор после тестирования мультиметром оказался исправным, то специалисты рекомендуют проверить его и на такой параметр, как ток холостого хода. Обычно у исправного устройства он равен 10-15% от номинала. В данном случае под номиналом имеется в виду ток под нагрузкой.

Для примера, трансформатор марки ТПП-281. Входное его напряжение – 220 вольт, и ток холостого хода равен 0,07-0,1 А, то есть не должен превышать сто миллиампер. Перед тем как проверить трансформатор на параметр тока холостого хода, необходимо измерительный прибор перевести в режим амперметра. Обратите внимание, что при подаче электроэнергии на обмотки сила пускового тока может превосходить номинальный в несколько сот раз, поэтому измерительный прибор подключают к тестируемому устройству замкнутым накоротко.


После чего необходимо разомкнуть выводы измерительного прибора, при этом на его дисплее отразятся числа. Это и есть ток без нагрузки, то есть, холостого хода. Далее, замеряется напряжение без нагрузки на вторичных обмотках, затем под нагрузкой. Снижение напряжения на 10-15% должно привести к показателям тока, которые не превышают один ампер.

Чтобы изменить напряжение, к трансформатору необходимо подключить реостат, если такового нет, можно подключить несколько лампочек или спираль из вольфрамовой проволоки. Чтобы увеличить нагрузку, надо или увеличивать количество лампочек, или укорачивать спираль.

Заключение по теме

Перед тем как проверить трансформатор (понижающий или повышающий) мультиметром, необходимо понимать, как устроено это устройство, как оно работает, и какие нюансы необходимо учитывать, проводя проверку. В принципе, ничего сложного в данном процессе нет. Главное знать, как переключить сам измерительный прибор в режим омметра.

Похожие записи:

Если такой вопрос предстоит решить бывалому электрику, это не составит для него никакого труда, так как выяснить где начало и конец – это самое легкое, что может для него быть. На самом деле и для опытного человека это, также, не составляет особого труда, необходимо знать основные параметры и конструктивные правила, а также соблюдать технику безопасности, при работе с электрическими приборами и установками, а также с высоковольтным напряжением, чтобы не произошло никаких непредвиденных ситуаций со здоровьем.


Определение первичной и вторичной обмотки трансформаторной установки

Бывает так, что трансформаторная установка на своем корпусе не имеет абсолютно никакие опознавательные знаки, но имеет медные шнуры, которые выступают из четырех выводах. Одна выводка имеет большой шнур из меди, а другая, тонкий. Человек, который уже сталкивался с таким вопросом, моментально будет уверен в том, что нужно делать. Так как супертонкий шнур – и есть электрообмотка первичного типа, соответственно второй шнур – вторичного типа.

Одним из обязательных указаний есть то, что первичная обмотка подключается только к сети с напряжением 220 вольт и она обматывается тоненьким шнуром из медной основы. Значит, делая вывод, можно сказать, первоначальная обмотка будет исполнена тонким проводом, а также сопротивление у нее 62 Ома. Так как вторичная электрообмотка исполнена толстым шнуром, сопротивление меньше. Вторичная электрообмотка может включать несколько витков, чего не скажешь про первичную, она всегда только одна.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Программы и игры

Урок физика 11 класс по учебнику В.А. Касьянов «Использование электромагнитной индукции на примере трансформатора»

Урок физики в 11 классе. Тема урока: §35 Использование электромагнитной индукции на примере трансформатора

Цели урока: образовательная – объяснить функцию трансформатора при передаче на расстоянии электрического тока без потери энергии;

развивающая – развивать навыки логического мышления, самоконтроль и взаимоконтроль;

воспитательная – побудить интерес к изучению физики, прививать бережное отношение к электроэнергии. Воспитание патриотизма и российской гражданственности

Тип урока комбинированный

Форма урока традиционная

Методы урока репродуктивный, частично- поисковый, метод самостоятельного анализа, объяснительно- иллюстративный.

Оборудование тесты, карточки, физические приборы, мультимедийная презентация.

План урока:

  1. Оргмомент. Проверка готовности учащихся к уроку.1 мин

  2. Проверка ДЗ

Проверка задач из В29№32, В28№31. 2 мин (У доски с подробным объяснением, с вопросами с места)

  1. Адаптационно – мотивационный 5мин

Уже второй век человечество использует электрический-индукционный ток в промышленных масштабах. И все эти годы используется в основном переменный, индукционный ток. В странах Европы и Америки наибольшее распространение получил ток, меняющий свое направление 100-120 раз в секунду. В России частота переменного тока 50 Гц. Разные потребители электрического тока рассчитаны на разные напряжения. Так, большинство электробытовых приборов рассчитано на напряжение 27 и 220 В., промышленные электродвигатели на 200, 360 и 600 в.

Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производится же она в сравнительно немногих местах, близких к источникам топливных и водных ресурсов. Поэтому возникает необходимость передачи электроэнергии на расстояния, достигающие иногда сотен километров. Пример Курской АЭС

(Р=4000 МВт ), передача электроэнергии на большие расстояния связана с заметными потерями. Дело в том, что, протекая по линиям электропередачи, ток вызывает их нагревание Как не меняя мощности передать такую электроэнергию?
Как бы вы думаете, как можно решить данную проблему?
(Возможные варианты ответов:
а). увеличивая размер поперечного сечения проводника увеличить передаваемое напряжение, при этом уменьшая его сопротивление ( ).
Данное решение проблемы является невыгодным, так как требуются огромные затраты для изготовления нового кабеля и опор.
б). необходимо уменьшить силу передаваемого тока при условии постоянного значения мощности).
Осуществить это можно при помощи прибора, который практически сохраняет мощность электрического тока вырабатываемого на электростанции ,этот прибор называется трансформатором.
Как вы думаете о чем мы сегодня будем говорить, какова тема урока?

Тема урока – «Трансформаторы».
Давайте определим цели нашего урока.
(Возможные варианты ответов: познакомиться с устройством, принципом работы и применением трансформаторов).
Целью урока является рассмотрение устройства, принципа действия прибора, практического использования трансформатора, прикладного применения при решении задач.
Для сегодняшней успешной работы нам необходимо повторение (работа с тестом, взаимопроверка) 5-7 мин

  1. Основной этап

  1. Историческая справка

  2. Объяснение учителем новой темы

Трансформатор состоит: из замкнутого сердечника, изготовленного из специальной листовой трансформаторной стали. На нем располагаются две катушки с различным числом витков из медной проволоки. Одна из обмоток, называется первичной, она подключается к источнику переменного напряжения. Устройства, потребляющие электроэнергию, подключаются к вторичной обмотке, их может быть несколько

В. Как вы думаете на каком принципе основана работа трансформатора?

О. Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике возникает переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции во вторичной обмотке. Мгновенное значение индукции Ei в любом витке и первичной, и вторичной обмоток одинаково: Ԑ1 = Ԑ2

Поскольку каждый виток первичной и вторичной обмоток пронизывает один и тот же магнитный поток, то в них возникают одинаковые ЭДС , равные по закону Фарадея для электромагнитной индукции, то:

е1 = е2 = – Ф’

ЭДС Е1 и Е2 действующие во всей первичной или вторичной обмотках, равны произведению ЭДС в одном витке е1 или е2 на число витков в обмотке N1 и N2

Ԑ1 =- е1• N1

Ԑ2 = -е2• N2

Вывод: ЭДС, действующие в обмотках, прямо пропорциональны числу витков в них.

Если сопротивлением обмоток можно пренебречь, то Ԑ1≈U1, Ԑ2≈U2

Объединим формулы и получим , Коэффициент трансформации.

Учитель: Для анализа электромагнитных процессов, происходящих в трансформаторе, рассмотрим два режима его работы.

Работа трансформатора на холостом ходу (опыт)

Если первичную обмотку подключить к источнику переменного напряжения, а вторичную оставить разомкнутой, (этот режим трансформатора называют холостым ходом), то тока в ней не будет, а в первичной обмотке появится слабый ток, создающий в сердечнике переменный магнитный поток. Этот поток наводит в каждом витке обмоток одинаковую ЭДС, поэтому ЭДС индукции в каждой обмотке будет прямо пропорциональна числу витков в этой обмотке.

Е ~ N

При разомкнутой вторичной обмотке напряжение на ее зажимах U2 будет равно наводимой в ней ЭДС Е2.

U2 Е2

В первичной обмотке ЭДС Е1 по числовому значению мало отличается от подводимого к этой обмотке напряжения U1, практически их можно считать равными.

U1 Е1

Величина, показывающая, во сколько раз данный трансформатор изменяет напряжение переменного тока, называется коэффициентом трансформации.

При подаче на первичную обмотку трансформатора какого-либо напряжения U1 на вторичной обмотке мы получаем на выходе U2. Оно будет больше первичного, если обмотка содержит больше витков, чем первичная.

Итак, если N2 > N1, то U2 > U1, коэффициент трансформации k < 1 и трансформатор называется повышающим.

Если N2 < N1 и U2 < U1, то k > 1 и трансформатор называется понижающим.

Эти формулы справедливы, если ни первичная, ни вторичная обмотки не содержат активного сопротивления R. Первичная обмотка, как правило, не содержит такого сопротивления, а вторая обмотка может его содержать. Если она все же не содержит сопротивления или им можно пренебречь, то напряжение на выходе такой обмотки равно напряжению U2.

Работа трансформатора с нагрузкой. (опыт) Если во вторичную цепь трансформатора включить нагрузку, то во вторичной обмотке возникает ток. Этот ток создает магнитный поток, который согласно правилу Ленца, должен уменьшить изменение магнитного потока в сердечнике, что в свою очередь, приведет к уменьшению ЭДС индукции в первичной обмотке, поэтому ток в первичной обмотке должен возрасти, восстанавливая начальное изменение магнитного потока. При этом увеличивается мощность, потребляемая трансформатором от сети.

Если же вторичная обмотка трансформатора имеет сопротивление вторичной обмотки R2 (говорится о длине проводников из которых изготовлена обмотка, или о материале проводника, или о сечении и диаметре проводов обмотки), то на выходе вторичной обмотки напряжение U2′ будет меньше расчетного напряжения U2 на величину падения напряжения U = I2 • R2 на этом сопротивлении из-за потерь энергии тока на джоулево тепло. На выход (на нагрузку) Rн »пойдет» меньшее напряжение:

U2′ = U2 – U = U2 – I2 • R2

Потери напряжения U находят по закону Ома для участка цепи: U = I2 • R2, откуа (отмечаем, что такой же ток течет и в нагрузке Rн, так как R2 и Rн соединены последовательно).

Короткое замыкание (сварка) Объясните почему сварились гвозди?

  1. Творческий этап

  1. Решение задач в группах (прилагается)

Всем группам вопрос: Как, вы думаете, что будет, если первичную обмотку подключить к источнику постоянного тока?

  1. Подведение итогов, рефлексия

  2. Домашнее задание §35, в26№31, Электромагнитная индукция в современной технике. Трансформатор Тесла.

Задачи по теме «Трансформаторы»

  1. группа

  1. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает напряжение с 220 до 660 В. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков содержится во вторичной обмотке?

  2. Мощность, потребляемая трансформатором, 90 Вт. Определите силу тока во вторичной обмотке, если напряжение на зажимах вторичной обмотки 6 В и КПД трансформатора 90%. 

  3.  Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 500 витков, включён в сеть напряжением 150В. Во вторичную цепь трансформатора, имеющую 165 витков, включён резистор сопротивлением 80 Ом. Найти силу тока во вторичной цепи, если падение напряжения на ней 50В.

  4. Трансформатор, повышающий напряжение со 100 до 3300В, имеет замкнутый сердечник в виде кольца. Через кольцо пропущен провод, концы которого присоединены к вольтметру рис. Вольтметр показывает напряжение 0,5В. Сколько витков имеют обмотки трансформатора?

  1. группа

  1. Трансформатор  повышает напряжение с 120 В до 220 В и содержит 800 витков. Каков коэффициент трансформации ? Сколько витков содержится во вторичной обмотке.

  2. По первичной обмотке течет ток 0,6 А, напряжение на ней 220 В. Напряжение на вторичной обмотке 11 В. Вычислите ток вторичной обмотке

  3. Ток в первичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на ее концах 220 В. Ток во вторичной обмотке 11 А, напряжение на ее концах 9,5 В, Определите коэффициент полезного действия трансформатора.

  4. Трансформатор повышает напряжение с U1 = 100 В до U2 = 5,6 кВ. На одну обмотку надели виток провода, концы которого присоединили к вольтметру, который показал напряжение U = 0,4 В. Сколько витков N1 и N2 имеют обмотки трансформатора?

3 Группа

  1. Первичная обмотка трансформатора имеет 300 витков, вторичная 15 витков. Определить коэффициент трансформации.

  2. На первичную обмотку, имеющую 500 витков, подается напряжение В. Определить силу тока и напряжение во вторичной обмотке, если по первичной протекает ток силой А количество витков вторичной обмотки 25.

  3. Определите сопротивление вторичной обмотки трансформатора с коэффициентом трансформации , если при включении первичной обмотки в сеть напряжением В во вторичной обмотке идет ток А, а ее напряжение В

  4. Что произойдет, если трансформатор, рассчитанный на напряжение первичной цепи 127 В, включить в сеть постоянного напряжения 110 В?

4 группа

  1. На первичную обмотку трансформатора подается напряжение . Со вторичной снимается напряжение . Определить коэффициент трансформации .

  2. Первичная обмотка трансформатора содержит 200 витков, вторичная 16. Напряжение на первичной обмотке В. Определить силу тока в первичной обмотке, если сила тока во вторичной А.

  3. Первичная обмотка трансформатора имеет 1848 витков. Определите количество витков во вторичной обмотке, если при силе тока в ней необходимо передавать во внешнюю цепь мощность Р2=15 Вт. Напряжение в сети В.

  4. На первичную обмотку понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 10 подается напряжение 220 В. При этом во вторичной обмотке, сопротивление которой 2 Ом, течет ток

4А. Пренебрегая потерями в первичной обмотке, определите напряжение на выходе трансформатора.

  1. группа

  1. Под каким напряжением находится первичная обмотка трансформатора, имеющая 1000 витков, если во вторичной обмотке 3500 витков и напряжение 105В?

  2. Мощность, потребляемая трансформатором, 90 Вт. Определите силу тока во вторичной обмотке, если напряжение на зажимах вторичной обмотки 12 В и КПД трансформатора 75%.

  3. Первичная обмотка понижающего трансформатора включена в сеть напряжением U1 = 220 В и по ней проходит ток силой I1 = 0,4 А. Напряжение на зажимах вторичной обмотки U2 = 40 В, ее сопротивление R = 1,0 Ом, сила тока во вторичной цепи I2 = 2,0 А. Определите коэффициент трансформации k и КПД η трансформатора

  4. Трансформатор повышает напряжение с U1 = 100 В до U2 = 5,6 кВ. На одну обмотку надели виток провода, концы которого присоединили к вольтметру, который показал напряжение U = 0,4 В. Сколько витков N1 и N2 имеют обмотки трансформатора?

  1. группа

  1. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка трансформатора, чтобы повысить напряжение с 220 до 11000В, если в первичной обмотке 20 витков? Каков коэффициент трансформации?

  2. Первичная обмотка понижающего трансформатора включена в сеть напряжением 220 В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки 20В, ее сопротивление 1 Ом, сила тока 2А. Определите коэффициент трансформации и КПД трансформатора.

  3. Понижающий трансформатор с коэффициентов трансформации, равным 10, включён в сеть с напряжением 220 В. Каково напряжение на выходе трансформатора, если сопротивление вторичной обмотки 0,2 Ом, а сопротивление полезной нагрузки 2 Ом?

  4. Трансформатор, повышающий напряжение со 100 до 3300В, имеет замкнутый сердечник в виде кольца. Через кольцо пропущен провод, концы которого присоединены к вольтметру рис. Вольтметр показывает напряжение 0,5В. Сколько витков имеют обмотки трансформатора?

Simran THG-300T Повышающий и понижающий преобразователь напряжения для 110 В и 220/240 В, 300 Вт: Электроника

Я использовал его только один день в повышающем режиме (реверсивная модель на 5000 ВА), но протестировал его с феном на 2100 Вт, эспрессо-машиной на 1800 Вт и устройством для приготовления мороженого на 1800 Вт. Он работал на всех безупречно и почти не нагрелся. Когда вы собираетесь использовать трансформатор в течение длительного времени с мощными нагрузками, важно получить достаточно большой — удвоенная мощность вашего предполагаемого использования ни в коем случае не слишком много.В нем тонна железа, и он с легкостью справляется со своей задачей. Это хорошие новости.

Большинство негативных отзывов, которые я видел, связаны с тем, что пользователи не понимают, как работают повышающие и понижающие трансформаторы и как их следует использовать. На самом деле это не так просто, как просто подключить что-то к электросети. Есть несколько областей, которые могут оказаться трудными:

1. В зависимости от вашего конкретного случая использования заземление может отсутствовать с прилагаемым адаптером.
2. Выходное напряжение при понижающем режиме может быть опасным и может потребовать повторного подключения стенной розетки.
3. Нет возможности настроить высокое или низкое входное напряжение — некоторые ситуации могут просто не работать.
4. Частоты сети не преобразуются этим (или каким-либо другим) трансформатором (это не является неисправностью этого трансформатора).

1. Относительно заземления: при использовании в повышающем режиме европейская вилка «Schuko» (например, используется во Франции и Германии) имеет заземление, но только если она подключена к розетке с подходящим заземляющим контактом. Поставляемый небольшой адаптер представляет собой только незаземленный двухконтактный адаптер и не передает заземление на трансформатор через вилку Schuko.Для заземления вам понадобится другой адаптер, например https://www.amazon.com/gp/product/B007KLU07U/. И на выходной стороне есть аналогичная проблема: вилки Schuko не имеют выступающего контакта заземления, поэтому вам понадобится такой же адаптер для заземления вашего устройства. Вилки, используемые в Великобритании, Италии, Китае и многих других странах, имеют контакты заземления, которые выступают из вилки, и все они будут заземлять прибор. Было бы неплохо включить хотя бы один из этих адаптеров с трансформатором для использования в повышающем режиме вместо двухконтактного адаптера, который был в комплекте.

2. Следующее, что это «автотрансформатор»: первичная и вторичная обмотки не изолированы, они находятся на одной катушке. Не вдаваясь в электрические детали, это означает, что при использовании его для понижения, в зависимости от того, как он подключен к вашей сети 230 В переменного тока, напряжения на контактах выходного разъема будут либо нейтралью и 115 В, либо 115 В и 230 В, и вы не можете сказать, что у вас есть, без измерительного прибора. Если вам не повезло, чтобы его настроить в последней комбинации, ваше устройство будет работать нормально, но может быть опасным.Дефект в приборе (а у многих есть такие дефекты) может привести к контакту 230 В с поверхностью, что может легко убить вас. При использовании в качестве повышающего уровня ситуация аналогична, за исключением того, что нет никаких опасных конфигураций: выходные контакты будут либо нейтральными и 240 В, либо 120 В и 120 В — противофазными (в результате 240 В на двух контактах). И то, и другое безопасно, потому что приборы, рассчитанные на 220–240 В, можно безопасно подключать в любом случае, поскольку розетки не поляризованы на нейтральную и горячую, как в Северной Америке.Подводя итог этому моменту: вам нужно понять, как автотрансформатор работает в понижающем режиме, и измерить напряжение на выходной розетке с помощью измерителя, иначе вы рискуете получить удар электрическим током. Если вы видите 230 В на любом из выходных контактов (измеряется относительно земли), измените направление, в котором вилка вставляется в розетку 230 В., если можете. Если вы не можете этого сделать, вам следует перемонтировать розетку, чтобы поменять местами подключения к двум незаземленным контактам.

3. Следующий момент заключается в том, что с помощью этого трансформатора невозможно справиться с колебаниями напряжения.В Северной Америке текущая практика считает «номинальным» переменным током 120 В, но на практике он может составлять от 110 до 120 В (по закону до 126 В). Таким образом, результирующее выходное напряжение может составлять от 220 В до 240 В или даже 252 В. Это может быть слишком высоким для некоторых устройств: номинальное напряжение в большинстве стран Западной Европы составляет 230 В. Многие трансформаторы позволяют регулировать высокое входное напряжение в США, но этот — нет.

4. Наконец, еще один момент, о котором следует помнить, который не является слабым местом этого конкретного трансформатора, — это разница в частотах линий: N.Америка использует 60 Гц, в то время как большая часть остального мира использует 50 Гц. Это приведет к тому, что многие часы (например, в микроволновых печах) будут работать слишком быстро или слишком медленно. Что еще более важно, это может привести к тому, что большие двигатели в бытовой технике Северной Америки (стиральные машины, сушилки, холодильники, кондиционеры, пылесосы и даже некоторые фены) могут перегреться, что значительно сократит их срок службы. Опять же, проблема не в этом трансформаторе, а в попытках запустить устройства на разных частотах.

После того, как вы разобрались с четырьмя описанными выше областями, вы должны обнаружить, что этот трансформатор делает именно то, что должен (преобразует напряжение, но не частоту сети).Если вы не поняли или не чувствуете себя компетентным для решения всех этих вопросов, вам следует найти кого-то, кто понимает их, чтобы помочь вам настроить это.

В идеальном повышающем трансформаторе входное напряжение составляет 110 В, класс 12, физика CBSE

Подсказка: Во-первых, нам нужно использовать данное значение вторичного тока в коэффициенте трансформации повышающего трансформатора, чтобы поместить это значение в уравнение \ [{V_1} {I_1} = {V_2} {I_2} \].

Полный пошаговый ответ:
Здесь
Мы знаем, что
В повышающем трансформаторе коэффициент трансформации равен
\ [(k> 1) = \ dfrac {{{N_2}}} {{{N_1} }} = \ dfrac {{{V_2}}} {{{V_1}}} = \ dfrac {{{I_1}}} {{{I_2}}} = 10 \] (Дано) …… (1)
И ,
\ [{V_1} {I_1} = {V_2} {I_2} \] …… (2)
Теперь,
Используя уравнение (1), получаем
\ [\ dfrac {{{V_2}}} {{ 110}} = \ dfrac {{{I_1}}} {{10}} = 10 \] (Дано)
\ [\ Rightarrow {V_2} = 1100 \, {\ text {V,}} \, \, { {\ text {I}} _ 1} = 100 \, {\ text {A}} \]
Следовательно,
Входная мощность \ [= \] Выходная мощность \ [= \] \ [{V_1} {I_1} = 110 \ times 100 = 11 \, {\ text {кВт}} \]
Следовательно,
Выходное напряжение равно \ [{\ text {110}} \, {\ text {V}} \]
Ток в первичной обмотке равен \ [ {\ text {100}} \, {\ text {A}} \]
Входная мощность \ [{\ text {11}} \, {\ text {кВт}} \]
Выходная мощность \ [{\ text {11}} \, {\ text {kW}} \]

Примечание:
Трансформатор определяется как пассивное электрическое устройство, которое в процессе электромагнитной индукции преобразует передает электрическую энергию из одной цепи в другую.Чаще всего он используется для увеличения («повышение») или уменьшения («понижение») уровней напряжения между цепями.
Трансформатор называется повышающим трансформатором, который повышает напряжение от основного до вторичного (больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки. И наоборот, трансформатор называется понижающим трансформатором, предназначенным для работы с точностью до наоборот.
Напряжение — это давление источника питания в электрической цепи, которое перемещает заряженные электроны (ток) в проводящую петлю, позволяя им выполнять работу, подобную зажиганию лампы.
Электрический ток — это скорость потока электрического заряда через точку или область. Когда есть чистый поток электрических зарядов через область, говорят, что возникает электрический ток. Заряженные частицы несут электрический заряд, поэтому электрический ток представляет собой реку заряженных частиц.
Выходное напряжение — это напряжение, которое производит система, например, регулятор напряжения или генератор. Стабилизаторы напряжения поддерживают стабильный уровень стресса. Для питания вращающихся турбин, которые взаимодействуют с магнитами для производства электроэнергии, генераторы электроэнергии используют источник топлива, например солнечный свет, уголь или ядерную энергию.

Основные силовые трансформаторы

Льюис Лофлин

В этом разделе мы рассмотрим широкий круг тем, связанных с трансформаторами. Это будет ограничиваться в основном силовыми трансформаторами, их работой и способами их использования / тестирования. Я предполагаю, что у читателя есть базовые знания о постоянном токе и законе Ома, а также основы магнетизма. Если необходимо рассмотреть эти темы, см. Следующее:

На схеме выше базовый трансформатор состоит как минимум из двух катушек с проволокой, намотанной на железный сердечник.Пульсирующее магнитное поле, создаваемое в первичной обмотке переменным током, индуцирует напряжение во вторичной обмотке, когда расширяющееся и сжимающееся магнитное поле первичной обмотки пересекает вторичную обмотку. Выходное напряжение вторичной обмотки пропорционально входному напряжению и отношению первичных обмоток (количества витков) к вторичным обмоткам.


Рисунок 1 Основные типы трансформаторов.

На рисунке 1 выше показан основной электрический символ трансформатора. Базовый трансформатор состоит как минимум из двух катушек с проволокой, намотанной на железный сердечник.Хотя есть много вариантов, перечисленных выше:

T1: разделительный трансформатор «один к одному». Напряжение на входе такое же, как на выходе. Они используются для изоляции «горячей» стороны линии электропередачи от пользователя на вторичной стороне. Фактически, за исключением автотрансформаторов, это свойство всех трансформаторов — электрическая изоляция между первичной и вторичной обмотками.

T2: базовый понижающий трансформатор. Количество обмоток в первичной обмотке больше, чем количество обмоток во вторичной обмотке, что дает более низкое выходное напряжение, чем входное.Понижающее напряжение основывается на соотношении первичных обмоток и вторичных обмоток.

T3: базовый повышающий трансформатор. Количество обмоток в первичной обмотке меньше, чем во вторичной. Повышающее напряжение основано на соотношении первичных обмоток и вторичных обмоток.

T4: трансформатор с центральным отводом вторичной обмотки. Напряжение, измеренное от центрального отвода к любому концу, должно быть одинаковым.

T5: трансформатор с отводом по центру первичной и вторичной обмоток.

T6: понижающий трансформатор с центральным отводом вторичной обмотки. Так устроен обычный «полюсный трансформатор», питающий дом.

T7: трансформатор с несколькими вторичными обмотками. Отдельные обмотки могут иметь любую комбинацию повышающей или понижающей.


Рисунок 2

Напряжение и ток в силовых трансформаторах

На рисунке показан теоретический трансформатор с входным напряжением 120 В переменного тока и выходом 20 В переменного тока на один ампер (I).Допустим, резистор R1 составляет 20 Ом. Какой ток будет протекать через предохранитель F1? В данном случае соотношение намоток 120: 20 = 6: 1.

Для решения подобных задач я использую формулу «мощность равна выходной мощности». (Я расскажу о потерях в ближайшее время.) Во вторичном резисторе R1 составляет 20 Ом (R) и 20 В (E), поэтому E / R = I; 20/20 = 1 ампер. Мощность = E * I = 20 * 1 = 20 Вт. Итак, в этой задаче вторичный потребляет 20 Вт, поэтому первичный должен обеспечивать 20 Вт. В приведенном выше примере 1 ампер протекает через амперметр 2.

В первичной обмотке мы знаем, что входное напряжение (E) составляет 120 вольт, а подаваемая мощность (P) — 20 ватт. Чтобы найти ток (I), мы используем формулу P / E = 20/120 = 0,167 ампер или 167 мА. Это также ток через амперметр 1 и предохранитель, поэтому для безопасности мы должны использовать предохранитель не более стандартного предохранителя на 1/4 ампера.

Это, кажется, сбивает с толку многих студентов, что такой небольшой ток при гораздо более высоком напряжении может быть таким же уровнем мощности, как и большой ток при низком напряжении. Мы говорим о мощности как о произведении тока и напряжения, а не только о напряжении или токе.


Трансформатор с ламинированным сердечником, показывающий
кромок пластин в верхней части рисунка.

Первичный источник просто выдает только 20 Вт для передачи 20 Вт на нагрузку? Нет, скорее всего 23 Вт. В самом трансформаторе есть потери, по крайней мере, несколько ватт в этой простой схеме. Существует три основных типа потерь мощности в трансформаторах:

Гистерезис: сопротивление изменению магнитных полей в магнитном материале. Другими словами, железный сердечник трансформатора противостоит изменению магнитных полей, вызванному переменным током.Молекулы железа сопротивляются изгибу, вызванному магнитным полем, выделяющим отходящее тепло.

Вихревые токи: небольшой ток, индуцированный в железном сердечнике трансформатора. Сердечник трансформатора часто состоит не из прочного железа / стали, а из ламинированных листов, соединенных вместе. Я не буду вдаваться в подробности о нескольких других типах магнитных потерь.

Потери в меди: нагрев, вызванный сопротивлением медной проволоки в обмотках. Термин применяется независимо от того, сделаны ли обмотки из меди или другого проводника, например алюминия.Поэтому часто предпочитают термин «потери в обмотке».

Потери меди возникают в результате джоулева нагрева, поэтому их также называют «квадратичными потерями R» в соответствии с Первым законом Джоуля. Это означает, что энергия, теряемая каждую секунду, или мощность, увеличивается пропорционально квадрату тока через обмотки и пропорционально электрическому сопротивлению проводников.

Потери в меди = I * I * R, где I — ток, протекающий в проводнике, а R — сопротивление проводника. Если I в амперах, а R в омах, расчетная потеря мощности выражается в ваттах.

Чем больше ток в проводе, тем выше потери из-за тепла. Кроме того, сопротивление медной проволоки (и большинства металлов) увеличивается с температурой. Используя рисунок 2 в качестве примера с одним ампером, мы действительно имеем потери в проводе, но тот же провод при двух амперах произведет в четыре раза больше потерь (в виде тепла), чем на один ампер!

Сопротивление меди напрямую зависит от диаметра (калибра) провода и его длины. Например, провод AWG 28 имеет сопротивление 64.9 Ом на 1000 футов провода и диаметром 0,013 дюйма. AWG 12 калибра имеет сопротивление 1,588 Ом на 1000 футов и диаметр провода 0,081 дюйма. Он используется в домашней проводке и может выдерживать 41 ампер, в то время как AWG 28 может выдерживать только 1,4 ампера.

Примечание: чем выше номер AWG, тем тоньше провод. Другими словами, AWG 28 может пропускать ток, достаточный для безопасной работы лампочки мощностью 150 Вт максимум, в то время как AWG 12 может проводить ток для безопасной работы большой микроволновой печи или электрического обогревателя на 3600 Вт.

Глядя на наш трансформатор выше на рисунке 2, мы имеем первичный ток 0,167 ампер и вторичный ток 1 ампер. Очевидно, что мы можем использовать провод меньшего диаметра в первичной обмотке, чем во вторичной. При проектировании трансформатора калибры проводов, используемых в первичной и вторичной обмотках, часто бывают как можно более тонкими, чтобы снизить стоимость при пропускании указанного тока. Но более тонкий провод имеет большее сопротивление, чем более толстый. Это необходимо учитывать при выборе трансформатора.

Давайте поспорим, наш трансформатор на рисунке 2 измеряет 50 Ом в первичной обмотке и 2 Ом во вторичной. Сколько мощности будет потеряно из-за потерь в меди?

Для первичной обмотки: I * I * R = 0,167 * 0,167 * 50 = 1,39 Вт.

Для вторичной обмотки: I * I * R = 1 * 1 * 2 = 2 Вт.

Суммарные потери в ваттах из-за потерь в меди = 3,39 Вт плюс около 2 Вт различных магнитных потерь. С трансформатором на 20 Вт это значительные потери — почти 22%. Использование проволоки большего сечения (с более высокой стоимостью) для уменьшения этого нагрева жизненно важно.В действительности хороший трансформатор часто имеет КПД более 95%.

Подводя итог, калибр провода напрямую связан с допустимой нагрузкой по току. Напряжение зависит от качества электрической изоляции. Мощность — это произведение напряжения и тока. Если мы передаем мощность с более высоким напряжением, но с меньшим током, мы можем доставить мощность с меньшими затратами, используя провод меньшего сечения. Давайте рассмотрим это подробнее.

В заключение, эти показания могут быть неточными как таковые. Трансформаторы — это индуктивные устройства, в которых индуктивное реактивное сопротивление искажает показания переменного тока.


Трансформаторы для питания дома

Без использования трансформаторов современная электроэнергия была бы невозможна или намного дороже. Здесь я рассмотрю современный дом и то, как используются трансформаторы. (Приведенные ниже примеры могут не соответствовать местным кодам и являются только примерами.)

Опять же, мощность — это произведение напряжения и тока. (E * I) Современное домашнее электроснабжение составляет 200 ампер при 240 вольт. (Взгляните на домашнюю коробку выключателя.) При использовании воздушной линии для проводки от погодозависимой головки, где энергокомпания подключается к дому, до самой коробки выключателя часто используется провод AWG 00.

Если медь, то она может выдерживать 283 ампер свободного воздуха, этого достаточно для работы на 200 ампер. Но это очень дорогой провод диаметром 0,365 дюйма и весом 403 фунта на 1000 футов. Миля этого провода будет весить более одной тонны, и это всего лишь для одной сети на 200 ампер в одном доме. Алюминиевый провод дешевле, но он должен быть большего диаметра, чтобы пропускать ток, равный медному. Стоимость здесь с обоими будет непомерно высокой.

Решение — использование трансформаторов. Когда генерируется энергия, напряжение повышается до напряжения передачи до 400 000 вольт на большие расстояния.Можно использовать провод гораздо меньшего диаметра (а значит, и более дешевый и легкий) для подачи питания на местную подстанцию. Здесь высокое напряжение понижается до напряжения распределения 7200 вольт для домов и предприятий.

На рисунке выше показан типичный однофазный полюсный трансформатор. В верхней части полюса находится напряжение распределения 7200 вольт, а используемое выходное напряжение — 240 вольт. Дом на 200 ампер может потреблять 48 000 ВА (E * I) или 48 кВА. Трансформатор на 150 кВА может обслуживать три дома или легко подавать 600 ампер на три дома.Это будут очень короткие отрезки провода по трем разным токопроводящим путям.

Даже 1000 футов AWG 00 ​​имеют 0,0799 Ом, таким образом, скажем, 100 футов при 200 А приведут к небольшим потерям мощности. Скорее всего, для такого короткого пробега они будут использовать, скажем, AWG 10 при 1,2 Ом на 1000 футов. 1000 футов AWG 10 весит около 30 фунтов.

Обратите внимание на то, что на рисунке выше провод высокого напряжения в верхней части полюса тоньше, чем вторичная сторона, идущая к трем домам. Провода какого калибра я могу использовать для передачи 7200 вольт для питания полюсного трансформатора? Чтобы обеспечить 150 кВА при 7200 вольт, верхние проводники должны выдерживать около 21 ампер.Это могло быть выполнено с помощью AWG 14 диаметром 0,064 дюйма с сопротивлением 2,5 Ом на 1000 футов. Общий вес 1000 футов проволоки составляет менее 13 фунтов. (Я предполагаю за вычетом веса изоляции.) Таким образом, из 150 000 ватт мы потеряем около 52 ватт из-за потерь в меди на 1000 футов провода.

Наконец, трансформатор имеет коэффициент трансформации 7200: 240 = 30: 1.

Расчет разности потенциалов — Трансформаторы — Высшее — AQA — GCSE Physics (Single Science) Revision — AQA

Отношение разностей потенциалов на катушках трансформатора соответствует отношению количества витков на катушках.

Это уравнение можно использовать для расчета выходного сигнала конкретного трансформатора или для определения того, как спроектировать трансформатор для конкретного изменения напряжения:

\ [\ frac {первичное ~ напряжение} {вторичное ~ напряжение } = \ frac {число ~ витков ~ на ~ ~ ~ ~ первичной обмотке} {число ~ ~ ~ витков ~ ~ на ~ ~ ~ ~ вторичной обмотке} \]

\ [\ frac {V_p} {V_s} = \ frac {n_p} {n_s} \]

Это когда:

  • V p — разность потенциалов в первичной (входной) катушке в вольтах (V)
  • V s — разность потенциалов в вторичная (выходная) катушка в вольтах (В)
  • n p — количество витков на первичной катушке
  • n s — количество витков на вторичной катушке

в шаге повышающий трансформатор, Vs> Vp.В понижающем трансформаторе Vs

Пример

Сетевой трансформатор (230 В) имеет 11 500 витков на первичной обмотке и 600 витков на вторичной обмотке. Рассчитайте напряжение, полученное от вторичной обмотки.

\ [\ frac {V_p} {V_s} = \ frac {n_p} {n_s} \]

Переупорядочите, чтобы найти V s :

\ [V_s = V_p \ times \ frac {n_s} {n_p} \]

\ [V_s = 230 \ times \ frac {600} {11,500} \]

напряжение вторичной обмотки, \ (V_ {s} = 12 ~ V \)

Трансформатор в приведенном выше примере понижающий трансформатор.Это связано с тем, что на вторичной катушке меньше витков, и на вторичной катушке меньше напряжения.

Испытания ламинатных трансформаторов

1 Введение в испытания трансформаторов из ламината

Ламинатные трансформаторы в основном используются в качестве повышающих и понижающих трансформаторов сетевой частоты, низкой частоты и низкого / высокого напряжения.

Две катушки намотаны на сердечник, так что они магнитно связаны.
Две катушки известны как первичная и вторичная.
Материал сердечника, как правило, состоит из тонких листов магнитомягкого материала (толщиной около 0,35 мм), обычно изготовленных из 4% кремнистой стали, называемых пластинами, они изолированы друг от друга лаком.
Эти тонкие листы уменьшают вихревые токи, увеличивая сопротивление прохождению таких токов.

Сердечник частично собирается перед вставкой обмоток, и после вставки оставшиеся листы ламината затем чередуются, чтобы избежать попадания всех стыков в одно место, стыки затем смещаются в шахматном порядке, как при кладке кирпичей.
Трансформаторы из ламината используются в большинстве низкочастотных систем, обычно в диапазоне от 50 Гц до 400 Гц. Первичная обмотка имеет высокую индуктивность, что позволяет использовать низкую частоту с минимальными потерями в сердечнике.

Трансформаторы из ламината обеспечивают: —

  • Повышение высокого напряжения.
  • Понижающий низкое напряжение.
  • Сильноточный выход.
  • Изоляция.

В этом документе мы сконцентрируемся на понижающих трансформаторах из ламината.
Подбирая количество витков в первичной и вторичной обмотках, можно реализовать любой желаемый повышающий или понижающий трансформатор.
Связь между первичной и вторичной обмотками в силовом трансформаторе должна быть «плотной», чтобы уменьшить реактивное сопротивление утечки, в противном случае падение реактивного сопротивления будет значительным и будет изменяться в зависимости от напряжения и тока вторичной обмотки.
Поэтому многослойные трансформаторы намотаны концентрическими обмотками (первичная и вторичная обмотки намотаны половиной витков на край сердечника, один поверх другого (для обеспечения плотной связи) с промежуточной изоляцией.

2 подходящих теста для ламината TX

Тестеры серии AT могут выполнять следующие применимые испытания многослойных трансформаторов:

CTY: CTY — это проверка целостности цепи, предназначенная для проверки правильности установки трансформатора в зажимное приспособление и целостности всех оконечных устройств обмоток. Минимальное сопротивление от 10 кОм до 10 МОм.

R: R — сопротивление постоянному току, обеспечиваемое индуктором из-за сопротивления обмотки.Чем ниже сопротивление, тем больший ток выдержит индуктор. Сопротивление указано в МОм до

МОм.

VOC: Напряжение разомкнутой цепи, в этом испытании подается напряжение на первичную обмотку и считывается напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, результаты представлены как вторичное напряжение от 100 мВ до 500 В с испытательным напряжением от 1 В до 270 В при 20 Гц. Гц до 1,5 кГц. Фаза также измеряется как полярность, т.е. положительная (в фазе), отрицательная (противофазная).

IR: Испытания сопротивления изоляции предназначены для проверки плохого экранирования и изоляции между обмотками.Напряжение и ток измеряются и путем деления напряжения на текущее сопротивление изоляции представляются в МОм на ГОм с испытательным напряжением от 100 В до 7 кВ при постоянном токе.

MAGI: Ток намагничивания — это комбинация тока, необходимого для намагничивания сердечника, и тока, необходимого для обеспечения потерь в сердечнике. Результаты представлены в виде тока от 1 мА до 2 А (пик 3 А) с испытательным напряжением от 1 В до 270 В при 20 Гц до 1,5 К Гц.

STRW: При отсутствии нагрузки и с разомкнутой вторичной цепью трансформатор все равно будет потреблять ток, этот ток пропорционален потерям в сердечнике (вихревые токи и гистерезис).Закон Фарадея предполагает, что при пропорциональном увеличении напряжения и частоты потери в сердечнике должны оставаться неизменными. Поэтому, если обнаруживается резкое увеличение мощности, это указывает на неисправность обмотки. Результаты представлены в ваттах от 1 мВт до 40 Вт при испытательном напряжении от 1 В до 270 В при 20 Гц до 1,5 кГц.

HPAC: Испытания переменного тока Hi-pot — это испытания на безопасность изоляции, при которых проверяется изоляция между обмотками, а также между обмоткой и сердечником и между обмоткой и экраном. Ток измеряется между каждой контрольной точкой и выражается в миллиамперах с тестовым напряжением от 100 В до 5.От 5 кВ при 50 Гц до 1 кГц.

Типичная последовательность испытаний ламината может быть:

  • CTY Непрерывность.
  • R Сопротивление.
  • VOC Напряжение разомкнутой цепи.
  • MAGI Ток намагничивания.
  • STRW Напряжение ватт.
  • ИК Сопротивление изоляции.
  • HPAC Переменный ток с высоким потенциалом. Безопасность-тест.

3 Проверка CTY & R (целостность и сопротивление)

Целостность — это простой тест, позволяющий убедиться, что прибор и трансформатор вставлены правильно.

Предусмотренные параметры испытаний находятся в диапазоне от 10 кОм до 10 МОм, 10 кОм обычно используется для скорости и проверяет каждую обмотку и вывод на величину менее 10 кВт.

Сопротивление — это сопротивление постоянному току (DC), обеспечиваемое индуктором из-за сопротивления используемого магнитного провода. Сопротивление — это нежелательная характеристика, которая является побочным продуктом используемого провода или проводящего материала. Измерения сопротивления обычно проводятся по всем обмоткам и напрямую связаны с конструкцией трансформатора, чтобы пропускать определенное количество тока внутри этой обмотки.Чем ниже сопротивление, тем выше токопроводящая способность катушки индуктивности.

РИСУНОК 1 (Типовая схема многослойного понижающего трансформатора).

На рис. 2 показаны параметры, необходимые для R на первичной стороне.
Пределы сопротивления были выбраны в процентах от номинального значения 100 Ом +/- 5%.
Вторичная обмотка также будет проверена на сопротивление.

РИСУНОК 2.

Тестирование 4 VOC (напряжение разомкнутой цепи)

Тестирование обрыва цепи под напряжением — это высоковольтная версия теста на коэффициент трансформации.Вместо того, чтобы возвращать результат отношения, то есть 2: 1, 1: 2 и т. Д., Возвращается результат напряжения, который пропорционален количеству витков на первичной обмотке по сравнению с числом витков на вторичной.
Предоставляемые параметры тестирования находятся в диапазоне от 1 В до 270 В с диапазоном измерения от 100 мВ до 500 В. Фаза также учитывается и может быть выбрана как положительная (синфазная) или отрицательная (противофазная).

На рис. 3 показаны параметры, необходимые для ЛОС на первичной и вторичной обмотках трансформатора-образца.
Уровни напряжения и частоты были выбраны как сеть с частотой сети США 110 В при 60 Гц с ограничениями напряжения, выбранными как минимум 52 В и максимум 60 В. Фаза установлена ​​на + ve.

РИСУНОК 3.

5 STRW (напряжение ватт) испытание

Основная роль испытания напряжением ватт заключается в выявлении неисправности в межвитковой изоляции обмотки.
Этот тест можно использовать для обмоток с очень тонкой проволокой. При отсутствии нагрузки и при разомкнутой вторичной цепи трансформатор все равно будет потреблять ток, этот ток пропорционален потерям в сердечнике (вихревые токи и гистерезис).Гистерезис — это энергия, используемая для изменения магнитного состояния сердечника во время каждого цикла, а вихревые токи — это токи, индуцируемые в сердечнике изменяющимися во времени потоками.
Закон Фарадея предполагает, что при пропорциональном увеличении напряжения и частоты потери в сердечнике должны оставаться неизменными. Следовательно, если было измерено резкое увеличение мощности, это указывало бы на наличие неисправности обмотки.

Для испытания на нагрузочную мощность

требуется, чтобы трансформатор сетевой частоты на 110 В при 60 Гц был испытан при 220 В при 120 Гц.Потери в сердечнике не должны сильно изменяться от 110 В при 60 Гц до 220 В при 120 Гц, что позволяет удвоить нагрузочное напряжение на обмотки.

На рис. 4 показаны параметры, необходимые для STRW на вторичной обмотке трансформатора-образца. Уровни напряжения и частоты были выбраны равными удвоенному наведенному напряжению и частоте с максимальной мощностью, установленной на уровне 2 Вт в течение периода выдержки в 1 секунду.

РИСУНОК 4.

6 Испытания MAGI (ток намагничивания)

Испытание намагничивающим током обычно выполняется на трансформаторах с многослойными сердечниками, которые предназначены для работы на всем протяжении кривой B-H.
Кривая B-H показывает характеристики магнитного материала с точки зрения намагничивающей силы (H) и результирующей плотности магнитного потока (B).
Ток намагничивания — это ток, необходимый для установления магнитного потока сердечника, что приводит к комбинации тока, необходимого для намагничивания сердечника, и тока, необходимого для обеспечения потерь в сердечнике, состоящих из гистерезисных и вихревых токов.
Гистерезис — это энергия, используемая для изменения магнитного состояния сердечника в течение каждого цикла, а вихревые токи — это токи, индуцируемые в сердечнике изменяющимися во времени потоками.

РИСУНОК 5: Эквивалентная схема тока намагничивания.

  • Lm = индуктивность намагничивания.
  • Im = ток намагничивания.
  • Ie = ток возбуждения.
  • Ic = составляющая тока возбуждения с потерями в сердечнике.
  • Rc = сопротивление потерь в сердечнике.

На рисунке 6 показаны параметры, необходимые для MAGI на первичной обмотке трансформатора-образца.
Уровни напряжения и частоты были выбраны для U.Напряжение и частота линии S (среднеквадратичное значение) 110 В при 60 Гц с максимальным потребляемым током, установленным на уровне 50 мА.

РИСУНОК 6.

7 Испытание ИК (сопротивления изоляции)

Испытание сопротивления изоляции — это средство проверки изоляции обмотки и изоляции обмотки относительно жилы.
Качество изоляции можно проверить, приложив напряжение постоянного тока к изоляции и измерив ее сопротивление.

РИСУНОК 7 (схема проверки сопротивления изоляции).

8 Испытания HPAC (безопасность высокого напряжения)

Hi-pot или flash — это испытание на безопасность изоляции, которое применяется к изолирующим трансформаторам, чтобы гарантировать, что изоляция между обмотками не нарушится.
Это гарантирует целостность критически важной изоляции в соответствии с международными стандартами.
Если трансформаторы обеспечивают изоляцию между опасными линейными напряжениями и безопасными напряжениями низкого уровня, HPAC является критическим испытанием.
Проводятся множественные испытания между обмотками и между обмотками и материалом сердечника.

РИСУНОК 8 (Испытательная цепь переменного тока Hi-pot).

9 Полное решение для тестирования ламината

Следующая типовая спецификация линейного преобразователя частоты будет использоваться в качестве модели для объяснения одного метода полного решения для тестирования

  • Непрерывность, максимальное сопротивление непрерывности 10 кОм.
  • Сопротивление обмотки постоянного тока. первичное номинальное значение 100 Ом +/- 5%.
  • Вторичное номинальное значение 50 Вт +/- 5%.
  • Ток намагничивания 110 В при 60 Гц, максимальный ток 50 мА.
  • Напряжение холостого хода 110 В при 60 Гц минимальное напряжение 52 В, максимальное напряжение 60 В.
  • Напряжение ватт, первичное напряжение 220 @ 120 Гц максимум 2 Вт.
  • Сопротивление изоляции при 500 В постоянного тока, между первичной обмоткой и вторичной обмоткой 1 минимум — сопротивление 10 МОм.
  • Высокий потенциометр между первичной обмоткой и вторичной обмоткой 5 кВ перем. Тока / 1 мА / 2 секунды.
  • Hi-pot от первичной обмотки к сердечнику 5 кВ переменного тока / 1 мА / 2 секунды.

Объяснение испытания сопротивления обмотки трансформатора

Это руководство представляет собой введение в методы и процедуры испытания сопротивления обмотки трансформатора.Фото: TestGuy

Измерение сопротивления обмотки — важный диагностический инструмент для оценки возможных повреждений трансформаторов в результате плохой конструкции, сборки, обращения, неблагоприятных условий окружающей среды, перегрузки или плохого обслуживания.

Основная цель этого испытания — проверить большие различия между обмотками и обрыв в соединениях. Измерение сопротивления обмоток трансформатора гарантирует, что каждая цепь подключена правильно и все соединения герметичны.

Сопротивление обмотки трансформаторов изменится из-за короткого замыкания витков, ослабленных соединений или ухудшения контактов в переключателях ответвлений. Независимо от конфигурации, измерения сопротивления обычно производятся между фазами, и показания сравниваются друг с другом, чтобы определить, приемлемы ли они.

Измерения сопротивления обмотки трансформатора получают путем пропускания известного постоянного тока через испытуемую обмотку и измерения падения напряжения на каждой клемме (закон Ома).Современное испытательное оборудование для этих целей использует мост Кельвина для достижения результатов; Вы можете представить себе набор для измерения сопротивления обмотки как очень большой омметр с низким сопротивлением (DLRO).


Содержание руководства


Будьте осторожны при тестировании

Перед проведением испытания сопротивления обмотки трансформатора важно, чтобы соблюдал все предупреждения по технике безопасности и принимал надлежащие меры предосторожности. Убедитесь, что все тестируемое оборудование правильно заземлено, и относитесь ко всему высоковольтному силовому оборудованию как к находящемуся под напряжением, пока не будет доказано обратное с помощью надлежащих процедур блокировки / маркировки.

Во время испытания важно не отключать провода тока или напряжения, пока ток все еще течет через трансформатор. Это приведет к возникновению чрезвычайно высокого напряжения в точке обрыва тока, что может привести к возникновению смертельного напряжения.


Подключение тестового набора

Оборудование для испытания сопротивления обмотки доступно в различных стилях в зависимости от конкретных приложений. Испытательный комплект, используемый для силового трансформатора, будет сильно отличаться от комплекта, разработанного для небольших измерительных трансформаторов.Независимо от типа, измерители сопротивления обмоток всегда оснащены токовым выходом, измерителем напряжения и измерителем сопротивления. Фото: Testguy

.

Как первичные, так и вторичные выводы трансформатора должны быть изолированы от внешних подключений, и измерения должны выполняться на каждой фазе всех обмоток. Подключение испытательного оборудования производить в следующем порядке:

  1. Заземление Убедитесь, что трансформатор сначала заземлен непосредственно на землю местной станции, а затем подсоедините заземление испытательного комплекта.
  2. Принадлежности Подключайте любые необходимые принадлежности, такие как пульты дистанционного управления, сигнальный маяк, ПК и т. Д.
  3. Измерительные провода Отключив измерительные провода от тестируемого устройства, подключите провода тока и напряжения к испытательному комплекту и проверьте герметичность всех соединений.
  4. Подключение к трансформатору Для каждой конфигурации трансформатора требуются разные тестовые соединения, некоторые примеры приведены в следующем разделе.Следует проявлять особую осторожность, чтобы не допустил выпадения проводов во время тестирования или подключения проводов друг к другу или слишком близко друг к другу. Выводы напряжения всегда должны быть размещены внутри (между) токоподводами и трансформатором.
  5. Входная мощность Подключите испытательный комплект. Перед выполнением этого подключения убедитесь, что заземление источника питания имеет путь с низким сопротивлением к заземлению местной станции.

Подключение к тестируемому трансформатору

Для однофазных и простых конфигураций Delta-Wye можно использовать следующие соединения.Имейте в виду, что каждая конфигурация трансформатора отличается, и ваша конкретная настройка может не применяться к тому, что показано ниже. Для получения дополнительной информации обратитесь к руководству пользователя, прилагаемому к вашему испытательному комплекту.

Пример однофазного трансформатора

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — одиночная обмотка. Фото: TestGuy


Пример трехфазной обмотки треугольником

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — трехфазная обмотка, треугольник. Фото: TestGuy

№ испытания Я + И- V1 + V1- В2 + В2-
А-фаза h2 h3 h2 h3
B-фаза h3 h4 h3 h4
C-фаза h4 h2 h4 h2

Пример трехфазной вторичной обмотки звездой

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — трехфазная обмотка звездой.Фото: TestGuy

Тест № Я + И- V1 + V1- В2 + В2-
А-фаза Х1 X0 Х1 X0
B-фаза X2 X0 X2 X0
C-фаза X3 X0 X3 X0

Пример испытания двойной обмотки (однофазный)

Чтобы сэкономить время при испытании двухобмоточных трансформаторов, можно одновременно проверять первичную и вторичную обмотки, используя схемы соединений, показанные ниже:

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — двойная обмотка.Фото: TestGuy

Тест № Я + Джемпер И- V1 + V1- В2 + В2-
1 h2 h3-X1 X3 h2 h3 Х1 X2

Пример испытания двойной обмотки (трехфазный)

Соединения для проверки сопротивления двух обмоток трехфазного трансформатора.Фото: TestGuy

Тест № Я + Джемпер И- V1 + V1- В2 + В2-
A-фаза h2 h3-X1 X0 h2 h3 Х1 X0
B-фаза h3 h4-X2 X0 h3 h4 X2 X0
C-фаза h4 h2-X3 X0 h4 h2 X3 X0

Для сокращения времени насыщения сердечника перемычка, используемая для соединения обеих обмоток, должна быть подключена к противоположным полярностям трансформатора.Если положительный вывод тока подключен к положительному выводу первичной обмотки, испытательный ток возбуждения от первичной обмотки h3 перескакивает на положительный вывод вторичной обмотки X1.

Примечание: Если сопротивление между двумя обмотками больше, чем в 10 раз, может быть желательно получить более точные показания, протестировав каждую обмотку отдельно.


Пример трансформатора тока

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора тока.Фото: TestGuy


Измерение сопротивления обмотки

При измерении сопротивления обмотки следует наблюдать и записывать показания , как только значение сопротивления стабилизируется . Значения сопротивления сначала будут «дрейфовать» из-за индуктивности трансформатора, которая более характерна для больших обмоток, соединенных треугольником.

Для небольших трансформаторов дрейф длится всего несколько секунд; для однофазных трансформаторов высокого напряжения дрейф может длиться менее минуты; для больших трансформаторов необходимое время дрейфа может составлять пару минут и более.Любое изменение тока приведет к изменению значения сопротивления.


Сопротивление обмотки устройства переключения ответвлений

Многие силовые и распределительные трансформаторы оснащены переключателями ответвлений для увеличения или уменьшения коэффициента передачи в зависимости от напряжения питания. Поскольку изменение передаточного числа связано с механическим перемещением из одного положения в другое, каждый отвод следует проверять во время испытания сопротивления обмотки.

Во время планового технического обслуживания не всегда возможно проверить каждый отвод из-за ограничений по времени или других факторов.В таких случаях допустимо измерять сопротивление каждой обмотки только в обозначенном положении отвода.

Для ответвлений «без нагрузки» трансформатор должен разряжаться между переключениями ответвлений. Устройства РПН и регуляторы напряжения могут работать с включенным испытательным комплектом при переключении от ответвления к ответвлению, это не только экономит время, но и позволяет проверить функцию включения перед отключением устройства РПН.


Результаты испытаний

Интерпретация результатов сопротивления обмотки обычно основана на сравнении каждого значения сопротивления с каждой соседней обмоткой на одном отводе.Если все показания находятся в пределах одного процента друг от друга, образец считается выдержавшим испытание.

Также можно проводить сравнения с исходными данными испытаний, измеренными на заводе, с использованием значений с поправкой на температуру, имея в виду, что испытания на сопротивление в полевых условиях не предназначены для дублирования протокола испытаний производителя, который, скорее всего, проводился в контролируемой среде на заводе-изготовителе. время изготовления.


Образец данных испытаний

В зависимости от размера тестируемой обмотки трансформатора показания сопротивления будут выражаться в омах, миллиомах или микромомах.В таблице ниже показано, как можно записать данные испытаний для простого трехфазного трансформатора 13,200–208 / 120 В с тремя положениями переключателя ответвлений без напряжения.

ОБМОТКИ ПОЛОЖЕНИЕ ОТВЕРСТИЯ СОПРОТИВЛЕНИЕ (МИЛЛИОМЫ)
h2-h3 1 750,3
h3-h4 1 749,8
h4-h2 1 748.5
h2-h3 2 731,8
h3-h4 2 731,4
h4-h2 2 729,4
h2-h3 3 714,6
h3-h4 3 714,3
h4-h2 3 712.3
X1-X0 НЕТ 0,3550
X2-X0 НЕТ 0,3688
X3-X0 НЕТ 0,3900

Температурная коррекция

Поскольку сопротивление зависит от температуры, при сравнении результатов для данных трендов необходимо использовать скорректированные значения. Очень важно оценить температуру обмотки во время измерения.

Если трансформатор имеет датчик температуры обмотки, используйте эти показания, в противном случае предполагается, что температура обмотки равна температуре масла. Если трансформатор измеряется без масла, температура обмотки обычно принимается такой же, как температура окружающего воздуха.

Измеренное сопротивление следует скорректировать на обычную температуру, например 75 ° C или 85 ° C, по следующей формуле:

где:

  • R C — скорректированное сопротивление
  • R M — это измеренное сопротивление
  • C F — поправочный коэффициент для меди (234.5) или алюминиевые (225) обмотки
  • C T — скорректированная температура (75 ° C или 85 ° C)
  • W T — температура обмотки (C) во время испытания

Размагничивание трансформатора

После завершения всех испытаний выполните операцию размагничивания трансформатора. Этот шаг очень важен для бесперебойной работы трансформатора при вводе в эксплуатацию.

Размагничивание трансформатора устраняет остаточный магнитный поток, вызванный пропусканием поляризованного постоянного тока через обмотки во время испытания сопротивления.Фото: Викимедиа.

Если операция размагничивания не выполняется, избыточный остаточный магнитный поток в сердечнике трансформатора может вызвать большие пусковые токи на первичной стороне, которые могут привести к срабатыванию защитных реле. Размагничивание трансформатора достигается пропусканием нескольких циклов пониженного тока через обмотку как в положительном, так и в отрицательном направлении (переменный постоянный ток).

Размагничивание необходимо выполнять только на одной обмотке после завершения всех испытаний сопротивления.При использовании современных испытательных комплектов с функцией размагничивания рекомендуется подключать провода как по току, так и по напряжению к обмотке на стороне высокого напряжения для процесса размагничивания.

Для трансформаторов тока выполните испытание на насыщение, чтобы размагнитить ТТ по завершении всех испытаний сопротивления обмоток.


Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.Понижающий трансформатор

: применение и принципы работы

Повышающий или понижающий трансформатор — это статическое устройство без движущихся компонентов, которое передает электроэнергию от одной цепи к другой. Напряжение и ток изменяются во время этого процесса, в то время как у нас нет изменения частоты.

Повышающий трансформатор — это машина, которая преобразует низкое первичное напряжение в высокое вторичное и увеличивает входное напряжение. С другой стороны, понижающий трансформатор снижает входное напряжение.У нас более низкое вторичное напряжение по сравнению с первичным.

Следующие изображения показывают простую иллюстрацию использования трансформаторов (повышающие и понижающие трансформаторы) в обычной системе передачи.

Использование повышающих и понижающих трансформаторов в линии передачи (Ссылка: www.electronicshub.org)

В чем разница между понижающими и повышающими трансформаторами?

Трансформаторы подразделяются на несколько типов в зависимости от конструкции, номинального напряжения, типа охлаждения, места, где он используется, количества фаз в системе переменного тока и т. Д.Здесь мы обсудим повышающие и понижающие трансформаторы, которые классифицируются на основе преобразования уровня напряжения.

Повышающий трансформатор

В повышающем трансформаторе вторичное напряжение выше исходного напряжения. Это ожидается из-за меньшего количества катушек на первой стороне, чем на вторичной. Повышающий трансформатор используется для повышения напряжения до более высокого уровня. Они устанавливаются в системах передачи и считаются на более высоких уровнях мощности.

Понижающий трансформатор

В понижающем трансформаторе вторичное напряжение ниже исходного напряжения из-за меньшего количества витков вторичной обмотки. Поэтому этот тип трансформатора используется для понижения напряжения до расчетных уровней для схемы. Почти в большинстве источников питания есть понижающий трансформатор, чтобы поддерживать рабочий диапазон цепи до определенных более безопасных пределов напряжения. Эти трансформаторы обычно устанавливаются в электронных схемах (электронные трансформаторы) и распределительных сетях (силовые трансформаторы).

Следует отметить, что трансформатор — это обратимая машина, поэтому его можно использовать как в качестве повышающего, так и понижающего трансформатора. Например, если для схемы требуется высокое напряжение, мы бы подключили клеммы ВН к системе, тогда как для схемы или нагрузки требуется низкое напряжение, мы бы подключили клеммы НН к системе.

Схема повышающего и понижающего трансформатора. (Ссылка: electronicshub.org)

Коэффициент трансформации определяет соотношение напряжений в трансформаторе.Используя большее количество витков в обмотке, мы получим в ней более высокое производимое напряжение. Понижающий трансформатор имеет меньшее количество витков на вторичной обмотке, чтобы обеспечить низкое напряжение, и больше витков на первичной обмотке, чтобы противостоять высоким уровням напряжения источника переменного тока.

Соотношение витков = N_P / N_S = V_P / V_S

Отношение витков = Первичные витки / Вторичные витки = Первичное напряжение / Вторичное напряжение

Какова конструкция трансформатора?

Конструкция трансформатора представляет собой железный сердечник, покрытый стальными лентами.Пластины сердечника состоят из изолированных тонких металлических полос. Пластины разделяются и скручиваются вокруг сгиба с помощью листа пальто или пергамента. Обмотка состоит из двух сторон: основной и вторичной обмотки. Обе обмотки образованы электрической катушкой и изолированы друг от друга. Основной особенностью сердечника является облегчение намотки магнитного потока и обеспечение полезного потока в направлении с низким сопротивлением. Для получения дополнительной информации о частях трансформатора щелкните здесь.

Части трансформатора следующие:

  1. Электрическая цепь
  2. Магнитная цепь
  3. Конструкция корпуса типа
  4. Конструкция сердечника
  5. Диэлектрическая цепь
  6. Консерватор
  7. Втулка
  8. Дыхательный элемент
  9. Излучатель воздуха
  10. Обмотки
  11. Резервуар для зимнего сада

Принцип работы трансформаторов

Принцип работы электрического трансформатора — «взаимная индукция», который гласит: равномерное изменение тока в катушке приводит к возникновению E.М.Ф. в другой катушке, которая индуктивно связана с первой катушкой. Трансформатор включает в себя две катушки с высокой взаимной индуктивностью, которые электрически разделены, но имеют типичную магнитную цепь в своей основной форме. На следующем рисунке показана базовая структура трансформатора, работающего как понижающий трансформатор.

Базовая структура понижающего трансформатора (Ссылка: electronicshub.org)

Первичная катушка или первичная обмотка, первый набор катушек, подключены к первичному напряжению, источнику переменного напряжения на первой стороне.Другой набор катушек, который называется вторичной обмоткой или вторичной катушкой, подключен к нагрузке. Нагрузка потребляет переменное выходное напряжение (пониженное или повышенное напряжение).

Входное переменное напряжение возбуждает первичную обмотку, и в ней течет переменный ток. Переменный ток создает переменный магнитный поток, который проходит в сердечнике магнитного железа и завершает свой путь.

Согласно закону Фарадея ЭДС возникает во вторичной обмотке, поскольку вторичная обмотка также связана с переменным магнитным потоком.Сила напряжения на вторичной обмотке зависит от количества проходящих через нее магнитного потока. Следовательно, без электрического контакта переменное напряжение первичной обмотки передается на другую обмотку.

Следует отметить, что в зависимости от типа трансформатора напряжение на вторичной стороне трансформатора может быть таким же, более низким или более высоким по сравнению с первичной обмоткой трансформатора. Однако, но период напряжения и его частота не меняются.

Подробнее о Linquip

Типы трансформаторов: статья о различиях конструкции и конструкции трансформаторов

Что такое понижающий трансформатор?

Понижающий трансформатор — это трансформатор, который преобразует высокое напряжение на первичных обмотках в низкое напряжение на вторичных обмотках. Что касается обмоток катушки, то первичная обмотка понижающего трансформатора имеет больше витков, чем вторичная обмотка. На следующем изображении показан типичный понижающий трансформатор.

Понижающий трансформатор (www.electronicshub.org)

Мощность понижающего трансформатора

Мы можем измерить мощность трансформатора, используя напряжение и ток в системе. Мощность трансформатора определяется в ВА, вольт-амперах (для больших трансформаторов — киловольт-вольт-амперах, кВА).

В идеале мощность на обеих сторонах любого трансформатора постоянна, что означает, что доступная мощность на вторичной стороне трансформатора такая же, как мощность на первичной стороне трансформатора.Это относится и к понижающему трансформатору. Однако, поскольку напряжение на вторичной обмотке понижающего трансформатора ниже, чем на первичной обмотке, ток на вторичной обмотке будет увеличиваться, чтобы сбалансировать абсолютную мощность трансформатора.

Соотношение напряжения и тока в понижающем трансформаторе

Рассмотрим VP как напряжение, IP как ток, а PP как мощность на первичной стороне трансформатора. Как мы знаем, мощность можно вычислить, просто умножив ток и напряжение.Следовательно, мощность задается на первичной стороне трансформатора по формуле

P_P = V_P \ times I_P

Аналогично, рассматривая VS как напряжение, IS как ток и PS как мощность на вторичной стороне трансформатора. . Мощность на вторичной обмотке трансформатора равна

P_S = V_S \ times I_S

Из-за равенства мощностей в трансформаторе мы имеем:

P_P = P_S

V_P \ times I_P = V_S \ times I_S

Поскольку VS ниже, чем VP в понижающем трансформаторе, IS должно быть больше, чем IP.Таким образом, выходное напряжение в понижающем трансформаторе меньше, чем у первичного напряжения, в то время как выходной ток выше, чем входной ток.

Основываясь на приведенных выше уравнениях, мы можем определить понижающий трансформатор как машину, которая преобразует переменный вход высокого напряжения и низкого тока в переменный выход низкого напряжения и высокого тока.

Как упоминалось ранее, приведенный выше расчет мощности предназначен для идеального трансформатора без потерь. При этом будут потери в виде потерь в меди и в стали, которые следует учитывать, даже если эти потери невелики.

Подключение понижающего трансформатора

Мы можем подключить понижающий трансформатор в соответствии с представленной инструкцией:

  1. Перед установкой понижающего трансформатора необходимо определить его номинальные характеристики и схему. Сначала снимаем крышку клеммной коробки.
  2. Знайте описание оконечной нагрузки и следите за всеми понижающими трансформаторами: h2, h3, h4 и h5 обозначают сторону высокого напряжения трансформатора или конец подачи питания. Соединение трансформатора может варьироваться в зависимости от напряжения, используемого для питания трансформатора, и производителя.
  3. Обрежьте провода питания до нужной длины. В случае использования больших наконечников для проводов следует учитывать размер наконечников и длину провода, который мы можем вставить в область обжима с внутренней резьбой.
  4. Зачистите внешнюю изоляцию проводов с помощью приспособления для зачистки проводов или ножа. Наденьте кабельный наконечник или кольцо с проушиной на очищенный медный провод и надежно прижмите соединительное устройство к проводу, используя обжимной пресс подходящего размера.
  5. Прервите высокое напряжение понижающего трансформатора.В случае болтов на клеммах со стороны высокого напряжения постарайтесь соблюдать требования к крутящему моменту, указанные в списках производителей.
  6. Прервите низкое напряжение трансформатора. Эти терминалы будут распознаваться X1, X2, X3 и X4. Еще раз прочтите индивидуальные схемы производителя для конкретного типа трансформатора, который вы используете. На небольших управляющих трансформаторах будут только X1 и X2. Питание — это X1 или «горячая» сторона, а X2 обычно является заземляющей и нейтральной частью низкого напряжения.
  7. Разомкните малый трансформатор управления.X1 перейдет прямо к цепи управления после прохождения через небольшой предохранитель, рассчитанный на эту цепь. X2 будет подключен к нейтральной стороне цепи управления и заземления. Это означает, что мы должны подключить сторону X2 небольшого управляющего трансформатора к заземлению электрической цепи.
  8. Закройте все кожухи и все крышки на трансформаторе, чтобы защитить вас от электричества. Подключите высокое напряжение к трансформатору, включив питание фидера. Включите предохранитель на стороне низкого давления.
  9. Используйте вольтметр для проверки правильности напряжения на второй стороне понижающего трансформатора. Он должен быть равен значениям, указанным на этикетке со спецификациями, предоставленной производителем.

Проверка понижающего трансформатора

С помощью следующей инструкции мы можем проверить, работает ли трансформатор должным образом или почему он перестал работать:

  1. Используйте отвертку, чтобы отсоединить все провода от клемм трансформатора. Различите кабели, если они еще не распознаны.Отметьте каждую клемму и подключенный к ней провод.
  2. Используйте омметр. Подключите одну головку к металлическому каркасу, а другую к клеммам трансформатора в следующей последовательности: h2, h3, X1, а затем X2. Омметр должен показывать полностью открытые или бесконечные сопротивления. В некоторых случаях омметр показывает сопротивление любой формы, поэтому существует внутренняя проблема, связанная с обмотками. Катушки замкнуты на корпус трансформатора, и его придется заменить.
  3. Вы должны проверить целостность каждой катушки с помощью омметра.Подключите один конец к h2, а другой к h3. Обычно сопротивление должно быть в диапазоне от 3 до 100 Ом, в зависимости от типа и типа трансформатора. Сделайте то же самое для клемм X1 и X2 и проверьте, дают ли они одинаковые результаты. В случае считывания открытого или бесконечного сопротивления провода разделяются.
  4. Проверить цепь развязки трансформаторов с помощью омметра. Подключите один конец к h2, а другой к X1. Измеритель должен отображать полностью разомкнутую цепь или бесконечное сопротивление. Сделайте то же самое для h3 и X2 соответственно.При обнаружении любого сопротивления изоляцию трансформатора необходимо заменить, так как она нарушена.

Управляющий трансформатор (Ссылка: guillevin.com)

Технические характеристики понижающих трансформаторов напряжения

Для преобразования слаботочной и высоковольтной мощности в низковольтные различные понижающие трансформаторы напряжения сконструированы в следующих спецификациях. .

Напряжение: Низкое выходное напряжение и высокое входное напряжение

Обмотка: Первичная обмотка является обмоткой высокого напряжения

Ток: Вторичная обмотка имеет высокий ток

Скорость выходного напряжения: 10 В, 20 В, 24В, 110В и т. Д.

В дополнение к упомянутым характеристикам, повышающие и понижающие трансформаторы доступны в представленных спецификациях:

  • Свободные выводы
  • Voltage IN: определение напряжения OUT
  • Один или несколько выходов
  • Изоляция
  • PC Крепление
  • Определение отношения X: Y

Применения понижающих трансформаторов

Трансформаторы используются для увеличения напряжения для передачи и снижения напряжения для использования в военной, медицинской, телекоммуникационной, электронной промышленности и т. Д.Вот некоторые примеры их применения:

  • Обеспечение изоляции 1: 1
  • Электростанции (преобразование 220В в 110В и преобразование из 110В в 220В)
  • Подстанции
  • Электрическое и электронное оборудование
  • Дверные звонки
  • Телевизоры
  • Холодильники
  • Музыка / развлечения
  • Выпрямительные схемы
  • Инверторы
  • Медицинское оборудование
  • Модули печатных плат

Это были трансформаторы, но мы должны помнить, что почти все настенные низковольтные адаптеры используют понижающие трансформаторы для широкого использования импульсные блоки питания.Также все уличные трансформаторы возле наших городов и домов — это понижающие трансформаторы. У них есть переменное входное напряжение 11 кВ, которое преобразуется в 230 В для совместного использования в наших домах. Понижающие трансформаторы обычно используются для преобразования 220-вольтового электричества в 110-вольтовое напряжение, необходимое для устройств в Северной Америке.

Обычные адаптеры, которые мы используем, являются примером понижающих трансформаторов (Ссылка: ebay.com)

Приложение реального времени понижающего трансформатора

Напряжение на электростанциях или генерирующих станциях составляет примерно 20 кВ.Его повышают до 440 кВ с помощью повышающего трансформатора, чтобы передать это напряжение на большие расстояния в наш дом. Это напряжение передается на распределительную станцию, и понижающий трансформатор снижает его до 11 кВ.

Можно ли использовать понижающий трансформатор и повышающий поочередно?

Можно использовать оба этих типа трансформаторов в обратном направлении, используя источник переменного тока для питания вторичной обмотки и подключения первичной обмотки к нагрузке.Таким образом, выполняя противоположную функцию, понижение может действовать как повышение и наоборот. Одно из соглашений, используемых в электроэнергетике, — использование обозначений «H» для обмотки (с более высоким напряжением, например, первичная обмотка в понижающей системе и вторичная обмотка в повышающей) и «X».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *