Innehåll
- Transformator Winding Formula
- Transformator Design Calculator
- Transformator Winding Formula and Magnetism
- Exempel på transformatorlindningskalkylator
Om du någonsin undrat hur hus och byggnader använder elektricitet från kraftverk, bör du lära dig om transformatorerna i elnätfördelningar som konverterar högspänningsströmmar till de du använder i hushållsapparater. Dessa transformatorer använder enkla mönster över de flesta typer av transformatorer, men kan variera mycket i hur mycket de ändrar ingångsspänning baserat på hur de är byggda.
Transformator Winding Formula
De transformatorer som distribueringssystem använder för elnät följer enkla konstruktioner som använder spole lindade runt en magnetisk kärna i olika områden.
Dessa trådspolar tar inkommande ström och ändrar spänningen i enlighet med transformatorns förhållande, vilket är Np/ Ns = Vp/ Vs för antalet lindningar av primärspolen och sekundärspolen Np och Nsresp. och spänningen för primärspolen och sekundärspolen Vp och Vsrespektive.
Detta transformatorns lindningsformel säger till dig den bråkdel med vilken en transformator ändrar inkommande spänning och att spänningen för spolens vindar är direkt proportionell mot antalet lindningar av själva spolarna.
Tänk på att även om denna formel kallas "förhållande", är den faktiskt en bråkdel, inte ett förhållande. Om du till exempel hade en lindning i primärspolen och fyra lindningar i en transformators sekundärspole skulle detta motsvara en bråkdel av 1/4, vilket innebär att transformatorn sänker spänningen med ett värde av 1/4. Men förhållandet 1: 4 betyder att för en av något finns fyra av något annat, vilket inte alltid betyder samma sak som en bråkdel.
Transformatorer kan öka eller minska spänningen och är kända som öka eller step-down transformatorer beroende på vilken åtgärd de utför. Detta innebär att transformatorns vridningsförhållande alltid kommer att vara positivt, men kan variera mellan att vara större än en för steg-upptransformatorer eller mindre än en för avstängnings-transformatorer.
Transformatorlindningsformeln gäller bara när vinklarna på primära och sekundära lindningar är i fas med varandra. Detta innebär att för en given växelström (AC) strömförsörjning som växlar fram och tillbaka mellan fram- och bakström, är strömmen i både primär- och sekundärlindningarna synkroniserade med varandra under denna dynamiska process.
Det kan finnas några transformatorer med ett transformatorns förhållande på 1 som inte ändrar spänning, men istället används för att dela olika kretsar från varandra eller för att ändra motståndet i en krets något.
Transformator Design Calculator
Du kan förstå egenskaperna hos transformatorer för att bestämma vad en transformator-designkalkylator skulle ta hänsyn till som en metod för att bestämma hur man konstruerar transformatorer själva.
Även om de primära och sekundära lindningarna på en transformator är separata från varandra, inducerar den primära lindningen en ström i sekundärlindningarna genom en induktansmetod. När en växelströmsförsörjning skickas genom de primära lindningarna, strömmar strömmen genom svängarna och skapar ett magnetfält genom en metod som kallas ömsesidig induktans.
Transformator Winding Formula and Magnetism
Magnetiskt fält beskriver i vilken riktning och hur stark magnetism skulle agera på en rörlig laddad partikel. Det maximala värdet för detta fält är d $ / dt , förändringsgraden på magnetiskt flöde Φ under en liten tidsperiod.
Flux är ett mått på hur mycket magnetfält som rinner genom en specifik ytarea, t.ex. ett rektangulärt område. I en transformator sänds magnetfältlinjerna utåt från magnetspolen runt vilken trådarna är lindade.
Magnetflödet binder båda lindningarna samman och magnetfältstyrkan beror på mängden ström och antalet lindningar. Detta kan ge oss en transformator designkalkylator som tar hänsyn till dessa egenskaper.
Idag bestämmer induktanslagen som beskriver hur magnetfält induceras i material dikterar att spänningen med antingen lindningar induceras V = N x dΦ / dt för antingen primärlindningar eller sekundärlindningar. Detta kallas vanligen den inducerade elektromotoriska kraften (emf).
Om du skulle mäta förändringen i magnetiskt flöde under en liten tidsperiod, kan du få ett värde på d $ / dt och använd den för att beräkna emf. Den allmänna formeln för magnetiskt flöde är Φ = BAcos_θ för magnetfält _B, ytarea för planet i fältet EN och vinkeln mellan magnetfältlinjerna och riktningen vinkelrätt mot området θ.
Du kan redovisa geometrin hos lindningarna runt transformatorns magnetiska kärna för att mäta flöde som Φ = Φmax x sinωt för en växelströmförsörjning där ω är vinkelfrekvensen (2nf för frekvens f) och Φmax är det maximala flödet. I detta fall frekvens f hänvisar till antalet vågor som passerar en given plats varje sekund. Ingenjörer hänvisar också till produkten från aktuell tid antalet lindningsvarv som "amperevarv, "ett mått på spiralernas magnetiseringskraft.
Exempel på transformatorlindningskalkylator
Om du ville jämföra de experimentella resultaten av hur transformatorernas lindningar påverkar deras användning, kan du jämföra de observerade experimentella egenskaperna med de hos en transformatorlindningskalkylator.
Programvaruföretaget Micro Digital erbjuder en online Transformer Winding Calculator för beräkning av Standard Wire Gauge (SWG) eller American Wire Gauge (AWG). Detta låter ingenjörer tillverka ledningar med lämplig tjocklek så att de kan bära trådladdningar som krävs för deras syften. Transformatorberäknaren svarar för den individuella spänningen genom varje varv i lindningen.
Andra kalkylatorer som den från tillverkningsföretaget Flex-Core låter dig beräkna trådstorleken för olika praktiska tillämpningar om du anger belastningsklassificeringen, den nominella sekundärströmmen, trådlängden mellan strömtransformatorn och mätaren och ingångsbelastningen för meter.
Strömtransformatorn skapar en växelspänningsförsörjning i dess sekundära lindning som är proportionell mot strömmen i den primära lindningen. Dessa transformatorer reducerar högspänningsströmmar till lägre värden med hjälp av en enkel metod för att övervaka den faktiska elektriska strömmen. Bördan är mätinstrumentets motstånd mot den ström som skickas genom det.
Hyperphysics erbjuder ett online-gränssnitt för transformatoreffektberäkning som låter dig använda som transformator-designberäknare eller som en transformatormotståndskalkylator. För att använda den måste du mata in en matningsspänningsfrekvens, en primär lindningsinduktans, sekundärlindningsinduktans, primärlindningsantal spolar, sekundärlindningsantal spolar, sekundärspänning, primärlindningsmotstånd, sekundärlindningsmotstånd, sekundärlindningsbelastningsmotstånd och ömsesidig induktans.
Den ömsesidiga induktansen M redovisar effekten som förändring i belastning på sekundärspole kan utöva på strömmen genom den primära med en emf = -M ΔI1/ At för förändring av ström genom primärspolen aI1 och förändras i tid At.
Varje online-transformatorlindningskalkylator gör antaganden om själva transformatorn. Se till att du vet hur varje webbplats beräknar de värden den påstår sig göra så att du kan förstå teorin och principerna bakom transformatorer i allmänhet. Hur nära de är till transformatorns lindningsformel som följer av en transformators fysik beror på dessa egenskaper.