Projekt typowego transformatora jest prosty. Składa się ze stalowego rdzenia, dwóch cewek z uzwojeniem drutu. Jedno uzwojenie nazywa się pierwotnym, drugie - wtórne. Pojawienie się napięcia przemiennego (U1) i prądu (I1) w pierwszej cewce tworzy strumień magnetyczny w jej rdzeniu. Tworzy pole elektromagnetyczne bezpośrednio w uzwojeniu wtórnym, które nie jest podłączone do obwodu i ma siłę energetyczną równą zeru.
Jeśli obwód jest podłączony i występuje zużycie, prowadzi to do proporcjonalnego wzrostu natężenia prądu w pierwszej cewce. Taki model komunikacji między uzwojeniami wyjaśnia proces transformacji i redystrybucji energii elektrycznej, który jest uwzględniony w obliczeniach transformatorów. Ponieważ wszystkie zwoje drugiej cewki są połączone szeregowo, uzyskuje się całkowity efekt wszystkich pól elektromagnetycznych pojawiających się na końcach urządzenia.
Transformatory zmontowane są w taki sposób, że spadek napięcia na drugim uzwojeniu stanowi niewielki ułamek (do 2 - 5%), co pozwala przyjąć, że U2 i SEM są równe na jego końcach. Liczba U2 będzie mniej więcej tyle, ile różnica między liczbą zwojów obu cewek - n2 i n1.
Zależnośćmiędzy liczbą warstw drutu nazywa się współczynnikiem transformacji. Określa go wzór (i oznaczany jest literą K), mianowicie: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Często wskaźnik ten wygląda jak stosunek dwóch liczb, na przykład 1:45, co pokazuje, że liczba zwojów jednej z cewek jest 45 razy mniejsza niż drugiej. Ta proporcja pomaga w obliczeniach przekładnika prądowego.
Rdzenie elektrotechniczne produkowane są w dwóch rodzajach: w kształcie litery W, opancerzone, z rozgałęzieniem strumienia magnetycznego na dwie części oraz w kształcie litery U - bez podziału. Aby zmniejszyć prawdopodobne straty, pręt nie jest solidny, ale składa się z oddzielnych cienkich warstw stali, izolowanych od siebie papierem. Najpopularniejszy jest typ cylindryczny: uzwojenie pierwotne jest nakładane na ramę, następnie montuje się kulki papieru, a na wierzch nawija się wtórną warstwę drutu.
Obliczanie transformatora może sprawiać pewne trudności, ale poniższe uproszczone wzory przydadzą się projektantowi-amatorowi. W pierwszej kolejności należy określić poziomy napięć i prądów indywidualnie dla każdej cewki. Moc każdego z nich jest obliczana: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, gdzie P2, P3, P4 to moce (W) powiększone przez uzwojenia; I2, I3, I4 - aktualne moce (A); U2, U3, U4 - napięcia (V).
Aby ustalić całkowitą moc (P) w obliczeniach transformatora, należy wprowadzić sumę wskaźników poszczególnych uzwojeń, a następnie pomnożyć przez współczynnik 1,25, który uwzględnia straty: P=1,25(P2+P3+P4+…). Tak poza tym,wartość P pomoże obliczyć przekrój poprzeczny rdzenia (w cm2): Q \u003d 1,2krótki kwadrat P
Następnie następuje procedura wyznaczania liczby zwojów n0 na 1 wolt zgodnie ze wzorem: n0=50/Q. W rezultacie ustalana jest liczba zwojów cewek. Dla pierwszego, biorąc pod uwagę straty napięcia w transformatorze, będzie on równy: N1=0,97n0U1Dla pozostałych: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… Średnicę przewodu dowolnego uzwojenia można obliczyć ze wzoru: d=0,7krótki kwadrat 1 gdzie I jest natężeniem prądu (A), d jest średnicą (mm).
Obliczanie transformatora pozwala znaleźć aktualną siłę z mocy całkowitej: I1=P/U1. Wielkość płytek w rdzeniu pozostaje nieznana. Aby to znaleźć, należy obliczyć powierzchnię uzwojenia w oknie rdzenia: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), gdzie Sm to powierzchnia (w mm2), wszystkie uzwojenia w oknie; d1, d2, d3 i d4 - średnice drutu (mm); n1, n2, n3 i n4 to liczba zwojów. Za pomocą tego wzoru opisuje się nierówności uzwojenia, grubość izolacji przewodu, obszar zajmowany przez ościeżnicę w szczelinie rdzenia okna. W zależności od uzyskanego obszaru dobierany jest specjalny rozmiar płytki do swobodnego umieszczania cewki w jej oknie. Ostatnią rzeczą, którą musisz wiedzieć, jest grubość zestawu rdzenia (b), którą uzyskuje się według wzoru: b \u003d (100Q) / a, gdzie a jest szerokością płyty środkowej (w mm); Q - w kw. zobacz Najtrudniejszą rzeczą w tej metodzie jest obliczenie transformatora (jest to poszukiwanie elementu prętowego o odpowiednim rozmiarze).
