Transformátor ⭐ ve fyzice: definice, princip činnosti, účel a použití transformátoru

Transformátor je statické zařízení, které je určeno k přeměně napětí a jeho přenosu na velké vzdálenosti bez změny frekvence elektrického proudu.

Nejjednodušší transformátor obsahuje dvě vinutí s izolovanými elektrickými vodiči. Tyto dráty jsou navinuty kolem ocelového laminovaného jádra. Zdroj: hees.ru

Jednoduché vysvětlení principu fungování zařízení

1. Provozní režim je, když sekundární cívka transformátoru přijímá proud, napětí a odpor z primárního okruhu.
2. Režim nečinnosti zahrnuje otevření sekundárního vinutí. Tento režim umožňuje vypočítat transformační poměr a měřit proud, který protéká primárním okruhem.
3. Režim zkratu zahrnuje přímé zkratování konců sekundárního vinutí, ve kterém je odpor v obvodu nulový. V tomto režimu můžete určit ztráty, ke kterým dochází v důsledku zahřívání vinutí.

Máte potíže s daným tématem? Nebojte se, pomůžeme!

Zaregistrujte se na bezplatnou lekci
s lektorem a společně na to všechno přijdeme!

Transformační poměr

Poměr transformátoru je veličina, která ukazuje převodní funkci transformátoru vzhledem k jednomu z parametrů elektrického obvodu: proudu, napětí nebo odporu.

Ve fyzice jsou vzorce pro výpočet této veličiny prezentovány takto:

Klasifikace podle typu

Transformátor je složité zařízení, takže existuje několik klasifikací:

• Podle počtu fází jsou transformátory: jednofázové, třífázové, vícefázové;
• podle počtu závitů: dva, tři, vícevinutí;
• podle principu působení: zmenšování, zvyšování, oddělování;
• podle účelu: silový, měřicí, speciální;
• metodou chlazení: suchá nebo olejová;
• podle typu magnetického obvodu: tyč; obrněný nebo prsten.

Nejrozsáhlejší klasifikací transformátorů je klasifikace podle jejich účelu.

1. Násilím. Jedná se o vysoce výkonná zařízení, která se používají na elektrických vedeních a velkých rozvodnách pro přeměnu elektřiny a její dodávku koncovým uživatelům.
2. Autotransformátory. Taková zařízení se vyznačují tím, že primární a sekundární cívky jsou v nich přímo spojeny.
3. Měření. V takových transformátorech je primární cívka zapojena do série s elektrickým obvodem s jinými zařízeními a sekundární vinutí se používá k měření zařízení a pracuje v režimu zkratu.
4. Napěťové transformátory. Taková zařízení snižují napětí a používají se k izolaci elektrických obvodů a ochraně měřicích přístrojů.
5. Impuls. Takové transformátory jsou navrženy tak, aby převáděly amplitudu a polaritu impulsů bez změny jejich tvaru.
6. Svařování. Tato zařízení pracují při vysokém svařovacím proudu potřebném k roztavení kovu. Síťové napětí musí být sníženo na bezpečnou úroveň.
7. Dělení. Takové transformátory se vyznačují nepřítomností jakéhokoli elektrického spojení mezi vinutími a používají se ke zvýšení bezpečnosti elektrických sítí a vytvoření izolace mezi jejich uzly.
8. Schvalování. Taková zařízení jsou potřebná pro přizpůsobení odporu v elektrických obvodech. Zařízení tohoto typu poskytují nejmenší zkreslení signálů a vytvářejí izolaci mezi zařízeními zahrnutými v elektrickém obvodu.
9. Špičkové transformátory. Tato zařízení převádějí sinusový proud na pulzní napětí.
10. Vzduch. Jedná se o suché chladicí transformátory. Jsou nezbytné pro převod napětí v síti.
11. Olejový. Taková zařízení se používají při vysokém výstupním výkonu, aby se zabránilo zničení izolace vinutí. Systém je chlazen speciálním olejem.
12. Dvojité škrticí klapky. Takové transformátory obsahují dvě identická vinutí, díky nimž je mezi nimi vytvořen protiindukční filtr.
13. Rotující. Taková zařízení se skládají ze 2 půljádrů s vinutím. Cívky se vůči sobě otáčejí. Provoz v takových transformátorech je možný právě díky vysoké rychlosti otáčení.

Aplikace v napájecích zdrojích

Kromě hlavních úkolů jsou zařízení určena pro:

• přenos elektřiny na velké vzdálenosti;
• poskytování potřebného provozního schématu v konvertorových zařízeních;
• přizpůsobení napětí na vstupu a výstupu zařízení – transformátor se používá k provozu celé řady domácích, elektrických, rozhlasových a televizních zařízení. Příkladem může být transformátor v konvici nebo LED lampa.

Tato zařízení se aktivně používají v mnoha oblastech průmyslu: strojírenství, elektroenergetika a doprava.

Transformátory jsou elektrická zařízení široce používaná v průmyslové i domácí sféře. V tomto případě se rozlišují kategorie transformátorů napětí a transformátorů proudu.

Instalace proudového transformátoru se provádí s cílem převést hodnoty střídavého proudu z vysokých na primárním vinutí na nízké na sekundárním, což zajišťuje pohodlný a bezpečný provoz. Používají se při připojování elektroměrů (elektroměrů) a jiných elektrických měřicích přístrojů, jakož i zařízení, která poskytují reléovou ochranu pro různé elektrické napájecí systémy.

Zařízení a správné připojení

Nejdůležitějšími konstrukčními prvky transformátoru jsou primární a sekundární vinutí, stejně jako magnetický obvod, uzavřené v jediném krytu. Primární vinutí je v tomto případě obvykle vyrobeno v jednom závitu (vinutí přesnějších zařízení má dva závity), nebo jde o napájecí sběrnici procházející speciálním oknem (sběrnicový transformátor).

Primární vinutí je připojeno ke zdroji proudu, sekundární vinutí je připojeno přímo k měřicím přístrojům a dalším spotřebičům vyznačujícím se nízkými hodnotami vnitřního odporu.

Aby se zabránilo nesprávnému připojení a v důsledku toho k následné poruše proudového transformátoru nebo připojených zařízení, jsou svorky transformátoru označeny abecedními a číselnými symboly, jak je znázorněno na obrázku níže. Začátek a konec primárního vinutí jsou označeny jako L1 a L2 (linka) a začátek a konec sekundárního vinutí jsou označeny jako I1 a I2 (měření). Napěťové vinutí musí být připojeno k vodičům „fáze“ a „nula“. Za tímto účelem je mezi svorky L1 a I1 instalována speciální propojka a nulový vodič je připojen ke třetí svorce.

Proudový transformátor (obecné schéma)

Ve vysokonapěťových transformátorech proudu s napětím 6-10 kV nebo více je instalováno několik skupin sekundárních vinutí, z nichž k jednomu je připojeno ochranné zařízení a k druhému přesnějšímu jsou připojena měřicí nebo měřicí zařízení. .

Sekundární vinutí proudových transformátorů, jsou-li instalovány ve třech fázích, jsou zapojeny podle metody „Star“ (obr. 1), jsou-li instalovány ve dvou fázích, podle schématu „Partial Star“ (obr. 2).

Nejčastěji se používají transformátory s primárním proudem od 50 do 2000 A. Indikátor sekundárního proudu je ve většině případů 5A.

Preventivní opatření

Správné připojení proudového transformátoru je klíčem k normálnímu provozu zařízení.

Elektrická instalace proudových a napěťových obvodů musí být provedena v souladu s Pravidly elektroinstalace. Podle regulačních dokumentů musí být průřez měděného drátu v proudových obvodech nejméně 2,5 m1,5. mm, v napěťových obvodech – minimálně XNUMX mmXNUMX.

Sekundární obvody proudových transformátorů musí být uzemněny. Tím je zajištěna jak bezpečnost samotných zařízení, tak bezpečnost osob.

Funkce provozu

Každý z proudových transformátorů musí projít pravidelným ověřováním státním inspektorem a mít na těle plombu s příslušnou značkou a také značku v technickém pasu. Na to je nutné pamatovat při instalaci nového transformátoru a dbát na to, aby v době montáže nebyl prošlý termín následného ověření stavu. Ověřování by mělo být prováděno pravidelně, v intervalu čtyř až pěti let, v závislosti na značce transformátoru a jeho typu.

Příslušnost transformátoru do určité třídy předurčuje použití metodiky a instalačních nástrojů. Současně je počáteční instalace nebo výměna proudového transformátoru upravena povinnými pracovními podmínkami, které vyžadují dodržování jednoho nebo jiného schématu připojení. Taková schémata se mohou lišit v závislosti na požadavcích organizace, která je výrobcem a dodavatelem pověřena kompetencí v oblasti výroby a dodávek elektřiny spotřebitelům. Zejména existuje řada specifických rozdílů ve schématech zapojení od Lenenergo a Prodejní společnosti.

Petrohradská prodejní společnost

Nejjednodušší a zároveň nejspolehlivější možností instalace transformátoru doma je zavolat elektrikáře k vám domů. To umožní, aniž by došlo k porušení regulačních požadavků, provádět celý rozsah instalačních a elektroinstalačních prací profesionálně a v přísném souladu se všemi požadavky.

Firma Elektrotechnici Vám nabízí veškeré elektroinstalační práce od montáže osvětlovacích soustav až po práce na automatizaci technických procesů.

Údržba a další služby náš telefon: 333-43-16