Designen på en typisk transformator är enkel. Den består av en stålkärna, två spolar med trådlindning. En lindning kallas primär, den andra - sekundär. Uppkomsten av en växelspänning (U1) och ström (I1) i den första spolen bildar ett magnetiskt flöde i dess kärna. Den skapar en EMF direkt i sekundärlindningen, som inte är ansluten till kretsen och har en energistyrka lika med noll.
Om kretsen är ansluten och förbrukning uppstår leder detta till en proportionell ökning av strömstyrkan i den första spolen. En sådan modell för kommunikation mellan lindningarna förklarar processen för transformation och omfördelning av elektrisk energi, som ingår i beräkningen av transformatorer. Eftersom alla varv på den andra spolen är seriekopplade erhålls den totala effekten av all EMF som uppträder i ändarna av enheten.
Transformatorer är sammansatta på ett sådant sätt att spänningsfallet i den andra lindningen är en liten bråkdel (upp till 2 - 5%), vilket gör att vi kan anta att U2 och EMF är lika vid dess ändar. Antalet U2 kommer att vara mer/mindre lika mycket som skillnaden mellan antalet varv för båda spolarna - n2 och n1.
Beroendemellan antalet trådlager kallas transformationsförhållandet. Det bestäms av formeln (och betecknas med bokstaven K), nämligen: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Ofta ser denna indikator ut som ett förhållande mellan två siffror, till exempel 1:45, vilket visar att antalet varv för en av spolarna är 45 gånger mindre än för den andra. Denna proportion hjälper till vid beräkningen av strömtransformatorn.
Elektrotekniska kärnor tillverkas i två typer: W-formade, pansrade, med en förgrening av det magnetiska flödet i två delar, och U-formade - utan uppdelning. För att minska sannolika förluster görs stången inte solid, utan består av separata tunna lager av stål, isolerade från varandra med papper. Den vanligaste är den cylindriska typen: en primärlindning appliceras på ramen, sedan monteras papperskulor och ett sekundärt lager tråd lindas ovanpå denna.
Beräkning av en transformator kan orsaka vissa svårigheter, men de förenklade formlerna nedan kommer att hjälpa en amatördesigner. Det är först nödvändigt att bestämma nivåerna av spänningar och strömmar individuellt för varje spole. Effekten av var och en av dem beräknas: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, där P2, P3, P4 är potenser (W) ökade med lindningar; I2, I3, I4 - strömstyrkor (A); U2, U3, U4 - spänningar (V).
För att fastställa den totala effekten (P) i beräkningen av transformatorn måste du ange summan av indikatorerna för de individuella lindningarna och sedan multiplicera med en faktor 1,25, vilket tar hänsyn till förluster: P=1,25(P2+P3+P4+…). Förresten,värdet på P hjälper till att beräkna kärnans tvärsnitt (i kvadratcentimeter): Q \u003d 1,2kort kvadrat P
Följer sedan proceduren för att bestämma antalet varv n0 per 1 volt enligt formeln: n0=50/Q. Som ett resultat upptäcks antalet varv av spolarna. För den första, med hänsyn till spänningsförlusten i transformatorn, kommer den att vara lika med: N1=0,97n0U1För övrigt: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… Ledarens diameter för valfri lindning kan beräknas med formeln: d=0,7kort kvadrat 1 där I är strömstyrkan (A), d är diametern (mm).
Transformatorberäkning låter dig hitta strömstyrkan från den totala effekten: I1=P/U1. Storleken på plattorna i kärnan är fortfarande okänd. För att hitta det är det nödvändigt att beräkna lindningsarean i kärnfönstret: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), där Sm är området (i kvm mm), alla lindningar i fönstret; d1, d2, d3 och d4 - tråddiametrar (mm); n1, n2, n3 och n4 är antalet varv. Med hjälp av denna formel beskrivs lindningsojämnheten, tjockleken på trådisoleringen, området som upptas av ramen i sp alten i kärnfönstret. Enligt det erhållna området väljs en speciell plåtstorlek för fri placering av spolen i dess fönster. Och det sista du behöver veta är tjockleken på kärnuppsättningen (b), som erhålls med formeln: b \u003d (100Q) / a, där a är bredden på mittplattan (i mm); Q - i kvm. se Det svåraste med denna metod är att beräkna transformatorn (detta är sökandet efter ett stångelement med lämplig storlek).
