Compreender Transformadores

 

Classificações transformador de potência

Há muitos tamanhos, formas e configurações de transformadores de minúsculo a gigantesca como aqueles usados ​​no transporte de energia. Eletricistas em BH.Alguns vêm com fios apagou, outros com terminais de parafuso ou pá, alguns feitos para montagem em placas de PC, outros para ser parafusado ou aparafusado.

Os transformadores são compostas por um núcleo de ferro laminado com um ou mais enrolamentos de fio. Eles são chamados transformadores, porque eles transformam tensão e corrente de um nível para outro. Uma corrente alternada fluir através de uma bobina de fio, o primário, induz uma tensão em um ou mais outros bobinas de fio, as bobinas secundárias.É a tensão de mudança de corrente alternada que induz tensão nas outras bobinas através do campo magnético variável. tensão DC tal como de uma bateria ou fonte de alimentação DC não vai funcionar em um transformador. Apenas AC faz um trabalho transformador. O campo magnético flui através do núcleo de ferro. Quanto mais rápido as variações de tensão, maior é a frequência.

Quanto mais baixa for a frequência, mais ferro é necessária no núcleo para a transferência eficiente de energia. Nos EUA, a freqüência da linha é de 60 Hertz com uma tensão nominal de 110 volts. Outros países usam 50 Hertz, a 220 volts. Transformadores feitas para 50 Hertz deve ser um pouco mais pesada do que aqueles feitos de 60 Hertz, porque elas devem ter mais de ferro no núcleo. tensão de linha pode variar um pouco e geralmente é executado entre 110 volts e 120 volts ou entre 220 e 240 volts, dependendo conexões país ou de energia.Uma casa nos EUA tem 220 volts chegando, mas é dividido em duas pernas de 110V por terra a derivação central (ver secção de configuração abaixo)

A proporção de tensão de entrada para a tensão de saída é igual à relação de voltas do fio em torno do núcleo do lado da entrada para o lado de saída. Uma bobina de fio no lado da entrada é chamado o primário e no lado de saída é chamado o secundário. Pode haver várias bobinas primária e secundária. A relação atual fica em frente à relação de tensão. Quando a tensão de saída é menor do que a tensão de entrada, a corrente de saída será maior do que a corrente de entrada. Se houver 10 vezes o número de voltas de fio no primário do que o secundário e você colocar 120 volts no primário, você vai ter 12 volts para fora no secundário. Se você puxar 2 ampères para fora do secundário, você só vai estar usando 0,2 amps ou 200 miliamperes que vão para o primário.

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Os transformadores podem ser construídos de modo que eles têm o mesmo número de enrolamentos sobre números primários e secundários ou de diferentes enrolamentos em cada um. Se eles forem iguais, a entrada e a tensão de saída são os mesmos e apenas o transformador é utilizado para o isolamento de modo que não há ligação eléctrica directa (apenas estão ligadas através do campo magnético comum). Se houver mais enrolamentos no lado primário do que o lado secundário, em seguida, é um transformador abaixador. Se houver mais enrolamentos no lado seconday, em seguida, é um transformador passo acima.

Um transformador pode realmente ser usado em sentido inverso e vai funcionar bem. Por exemplo, se você tem um transformador-se construído para transformar 120 volts para 240 volts, você também pode usá-lo para um passo transformador, colocando 240 volts para o lado secundário, e você obterá 120 volts no lado primário. Efetivamente, o secundário torna-se o versa principal e vice.

Classificações transformador de potência

A tensão é medida em volts, a corrente é medida em ampères, e a unidade de medida de poder é watts. Watts é igual aos volts vezes os amplificadores. Há uma pequena perda de potência em um transformador, devido à combinação de resistência e reactância. Reactância é semelhante à resistência excepto que é a resistência a uma corrente alternada ou mais tecnicamente, a resistência à mudança numa mudança na corrente, devido à alteração no campo criado. Este calor é o que limita a quantidade de energia de corrente ou um transformador pode manipular. Quanto maior for a corrente, o mais calor é produzido.Quando os fios ficam muito quentes, o isolamento se rompe e calções com fios adjacentes que faz com que mais calor que eventualmente derrete fios e ruínas do transformador.

Um transformador de base não tem componentes adicionais e por isso nada para protegê-lo de sobrecarga. Se você fosse para conectar os dois fios de saída directamente junto, que constituirá um curto-circuito e causar muito atual demasiado fluir em ambos os primário e secundário e você vai queimar o transformador. Da mesma forma, se você usar o transformador para alimentar um cortador de espuma de fio quente e você estiver usando um fio com muito pouca resistência para o seu cortador de espuma, você vai queimar seu transformador, se você não tê-lo protegido por um valor adequado fusível ou disjuntor. Tem de se certificar de que a resistência do fio, em outras palavras, o indicador ou o diâmetro, o comprimento e é correcta para limitar a quantidade de corrente que sob a classificação do transformador.

Quanto maior a corrente, maior os fios precisam ser que carregam essa corrente. Quando os fios são maiores, existe uma menor resistência e assim menos calor. A potência que é alterada para calor perdido e pode ser calculado como P = I 2 R. Isso significa que, se você dobrar a atual, o poder perdido ao calor aumenta em quatro vezes. Se o transformador for um transformador para baixo, então não haverá mais corrente na saída e de modo que o fio nos enrolamentos secundários será mais pesado do que o primário. O inverso é verdadeiro para um transformador passo acima.

Um transformador pode ser classificado em Amps, Volt-Amps (VA) ou Watts (W). Para pequenos transformadores, VA e Watts são a mesma coisa para todos os efeitos práticos. Em grandes transformadores industriais, fatores de potência envolver-se e os dois podem ser diferentes. Se o transformador é avaliado em ampères, que normalmente diz X Amps at volts X e é classificado na saída ou o lado secundário. Um transformador com 24V 120V fora avaliado em 2 amps significa que você só pode puxar com segurança 2 amps do lado secundário. Você pode encontrar a potência do transformador pela multiplicação dos corrente nominal vezes a tensão de saída para que 2 X 24 = 48 watts.

Se o transformador é avaliado em VA ou watts, você pode calcular a corrente de saída máxima permitida pela divisão do VA ou watts por a tensão de saída. Então, se o transformador está avaliado em 48 VA com uma saída de 24 volts, a corrente de saída permitida é de 48/24 = 2 amperes.

Configurações de transformadores

Um transformador de 120 volts com dois fios e dois fios de fora é muito simples. Para ligar os dois fios no lado primário, o lado de 120V, a uma tomada de parede e sua tensão de saída é sobre os dois fios que vêm do lado secundário.

Quando um transformador é mostrado em um circuito electrónico, que é mostrado como um diagrama como mostrado aqui. As linhas paralelas representam o núcleo de ferro laminado, as linhas curvas representam os enrolamentos primário e secundário, os círculos representam as terminações quer terminais ou fios curtos.

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Uma configuração comum é uma derivação central ou CT. O lado secundário tem três fios para fora. O fio do meio no lado da saída está ligado ao enrolamento secundário, geralmente no meio. Se a relação de enrolamento é de 5 a 1, em seguida, com a entrada de 120V, você obter uma saída de 24 volts sobre os dois fios externos, mas se você conectar um fio fora eo fio central, você tem 12 volts, porque você está usando apenas metade da tomada do enrolamento secundário a ligação a 10 a 1 relações. Se o transformador é avaliado em 2 ampères, você ainda só pode usar a saída de 2 amps se você usa 12 volts ou 24 volts. Muitas vezes, o fio central é ligado à terra para que, então, duas 12 fontes volts que podem ser usados ​​para fazer + e – 12V DC após a execução através de um conversor (retificador e filtro).

dupla saída

A configuração de saída dupla é semelhante à derivação de centro, com excepção de que, em vez de ligar um fio ao centro da bobina, a bobina está separado em duas bobinas separadas, com os fios com terminais ou fios que saem de ambos os extremos de ambas as bobinas assim quatro fios vêm para fora do lado secundário, em vez de três.

Se o transformador é uma entrada de 110V com duas saídas de 12V, pode ligar as duas bobinas secundárias em série para obter 24 volts, ou você pode conectá-los em paralelo para obter 12V fora. Você tem que ter cuidado para conectar as extremidades direita das duas bobinas secundárias em ambas as séries e nas conexões paralelas. Se você inverter as conexões, você vai obter 0 volts fora, porque as duas tensões irão anular-se mutuamente.

Se o transformador é avaliado em 48VA, então você pode usar até 2 ampères para fora para a conexão de 24 volts, que não é diferente do que a derivação central ou configuração única saída de 24V. No entanto, quando conectados em paralelo, você recebe 12 volts fora, mas dobrar a corrente de saída disponível assim você pode obter 4 amps fora. Você começa a saída 48VA completo, onde com a saída 12V centro da torneira, você só pode obter a metade da potência nominal ou 24VA. Esta é uma vantagem em cortadores de espuma fio quente, porque você tem uma ampla gama de diâmetros de fios e comprimentos, dependendo se você ligar as saídas em paralelo ou em série. A série de ligações paralelas e estão apresentados abaixo.

A entrada dupla

O transformador de entrada dupla é muitas vezes usado para fazer o transformador capaz de ser usado em ambos os países com tensão de linha 120V e 240V tensão de linha. O primário é separado em dois enrolamentos separados com terminais em cada extremidade de ambos os enrolamentos de forma que há quatro fios ou terminais no lado primário.

Para utilizar com entrada de 110 volts, os dois enrolamentos primários são ligados em paralelo, como na figura esquerda abaixo. Deve ser tomado cuidado para conectar as extremidades correcção juntos. Se eles são invertidos, os campos anulam mutuamente porque os campos gerados por cada seção do primário são opostas. Normalmente, os terminais são rotulados com números ou letras e um diagrama é fornecido no transformador ou de uma folha de dados que o acompanha que mostra como as ligações deverão ser feitas para 110V e 220V.

Se o transformador está a ser ligada a uma alimentação de 220V, em seguida, as duas bobinas são ligadas em série e de novo, deve ser tomado cuidado para ligar os terminais de correcção em conjunto. conexões paralelas para conexões de 110V e séries para a 220V é mostrado abaixo.

Entrada dupla e de saída

E, claro, você pode ter uma dupla de entrada e uma saída dupla para que você tenha quatro fios e quatro fios fora o que dá ainda mais flexibilidade para a utilização do transformador.

Alguns transformadores especializados podem ter várias torneiras secundárias ou várias bobinas secundárias para fornecer voltagens diferentes e eles não precisam de ser números pares. Um transformador pode ter um 3V, 5V, 12V e saída de 24 volts, por exemplo.

Autotransformadores (Variac)

Um autotransformador é muitas vezes referida como um Variac que na verdade é o nome comercial de uma empresa para a sua autotransformador. Ele tem uma tensão de saída constante de zero até um pouco acima do valor de entrada. Ele funciona de forma semelhante a um potenciómetro ou reostato excepto a alteração da tensão é devida à mudança de campo em vez de resistência. Outra diferença é que um potenciómetro ou reostato é muito ineficiente porque converte a corrente que flui através dele para aquecer (Watts = Amps X Volts). Como em todos os transformadores, a resistência é baixa de modo que a quantidade de calor gerada é muito menos e muito mais eficiente para transformar a tensão

Um autotransformador tem apenas um enrolamento que serve tanto como o primário e o enrolamento secundário. Porque existe apenas um enrolamento, não há isolamento eléctrico entre a entrada e a saída, mas se o isolamento não for requerido, então ele fornece uma alternativa para vários transformadores de enrolamento em algumas situações.

Este transformador tem os fios de entrada ligada a uma extremidade do enrolamento e outro um pouco maneiras do outro lado. O secundário está ligado no mesmo ponto que o lado de entrada que está na extremidade. A outra ligação secundária é um limpador que cavalga sobre o topo dos enrolamentos onde o isolamento foi removida de modo que o limpador pode fazer contacto com os enrolamentos em qualquer ponto de uma superfície. O limpa-vidros está ligado a um botão na parte superior do autotransformador assim que uma pessoa pode rodar o botão para obter a tensão que eles querem. Uma vez que um cabo primário está ligado um maneiras a partir da extremidade do enrolamento, o limpador pode ir além desse ponto e assim fornecer uma tensão mais alta do que a entrada, tipicamente uma saída de 110 V pode ir até cerca de 130V no lado secundário.

Uma vez que o auto-transformador só tem um enrolamento, há apenas um tamanho de fio e assim a corrente de entrada máxima é também a corrente de saída máxima. Se um autotransformador de 110 Volt é avaliado em 10 amperes, então a corrente de saída máxima é de 10 amps, independentemente da tensão. Se for avaliado em Watts ou VA, então os amplificadores é calculado dividindo o Watts ou VA pela tensão de entrada.

O autotransformador é uma boa alternativa para um passo para baixo do transformador quando a gama de tensões desejadas é na parte alta ou de toda a gama de tensões é necessária, mas se torna mais caro se o intervalo está na extremidade baixa, porque você tem um monte de voltas não utilizados . Um passo para baixo do transformador é mais econômico.

Para o corte de espuma fio quente, um autotransformador é muito mais caro do que descer transformadores na maioria das aplicações. Se a tensão requerida é mais do que 24 volts, em seguida, um autotransformador pode ser considerado.

Fases e conexão de vários enrolamentos

Para simplificar, eu não tenha mencionado fase, mas ao conectar dois ou mais enrolamentos em conjunto, a fase torna-se muito importante. AC atual é uma onda senoidal e as variações de tensão de positivo para negativo e volta em um ritmo sinusoidal muitas vezes por segundo. Quantas vezes as variações de tensão é chamado de freqüência e costumava ser chamado de ciclos por segundo, mas agora é chamado Hertz (Hz abreviado). corrente doméstica nos EUA e em alguns outros países é de 60 Hz, em outros países é de 50 Hz. Ao falar sobre duas formas de onda, como você tem em dois enrolamentos, a relação entre as duas ondas senoidais é a fase. Se as ondas de seno alinhar, eles estão em fase, se o pico positivo de uma linhas de onda em funcionamento com o pico negativo da outra onda, as duas ondas estão 180 ° fora de fase. A fase entre uma extremidade de uma bobina e a outra também são 180 ° fora de fase. Quando uma extremidade está no pico positivo, a outra extremidade estará no pico de frente. Uma vez que não deve haver uma diferença de voltagem entre dois pontos para a corrente fluir, as duas extremidades do enrolamento deve ser tensão oposta em qualquer ponto no tempo.

A diferença de fase entre dois enrolamentos depende da direcção de enrolamentos e como eles são ligados de modo em esquemas eléctricos um ponto numa extremidade do enrolamento indica o início desse enrolamento. Para simplificar, eu não deixaram os pontos fora dos esquemas neste artigo. No entanto, quando a ligação entre dois rolos em conjunto, é muito importante para ligá-los correctamente.

Para uma conexão de série é necessário conectar o final de um enrolamento do início dos outros sinuosas (enrolamentos de múltiplas bobinas são sempre enrolado na mesma direção).Se você conectar o início de uma espiral até o final do outro enrolamento em uma ligação em série, os campos serão canceladas e você vai obter uma saída zero. Isso não vai prejudicar o transformador mas você vai ter nenhuma tensão de saída.

Ao conectar dois enrolamentos em paralelo, é necessário conectar o início de um enrolamento do início do enrolamento outra e as duas extremidades dos enrolamentos juntos.Em uma ligação paralela, ligar os fios no sentido inverso vai queimar seu transformador se não for devidamente protegida (pontuação correcta) por um fusível ou disjuntor. Tenha muito cuidado ao ligar duas bobinas juntos.

Outras leituras

Este tem, basicamente sido apenas uma visão geral para um leigo. Embora fisicamente um transformador é um dispositivo bastante simples com poucas peças, como ele realmente funciona é bastante complicado. Eu recomendo os excelentes artigos de Rod Elliot se você estiver interessado em compreendê-los melhor:

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