Een persoon zonder technische opleiding, wanneer hem wordt gevraagd wat een elektrisch netwerk is, zal onmiddellijk een naam geven verschillende van zijn karakteristieke componenten, waaronder het vrijwel zeker zal worden genoemd transformator. Als zo iemand thuis constant snoeren en stopcontacten tegenkomt, dan weet hij van de transformator van de transformatorcabine en van dat karakteristieke gezoem dat achter gesloten deuren te horen is.
Dus waarom is dit onderdeel van het elektriciteitsnet zo populair en hoe werkt het? Het tweede deel van de vraag is niet overbodig. de transformator heeft geen intuïtieve en bekende bewegende delen.
Fysieke basisprocessen in een transformator
Een elektrisch netwerk voor welk doel dan ook is gebaseerd op het gebruik van elektrische energie om mechanisch werk uit te voeren (elektrische elektrotechniek) en informatie over te dragen (telecommunicatie). Deze energie kan bestaan in de vorm van twee velden: elektrisch en magnetisch.
Elektrische en magnetische velden zijn nauw verwant. Het is bekend dat een metaal een groot aantal vrije elektronen bevat, die de hoge geleidbaarheid bepalen. Als een metalen voorwerp door een magnetisch veld wordt vastgehouden, bewegen elektronen ermee, wat betekent dat er een elektrische stroom optreedt. Het is belangrijk dat dit proces omkeerbaar is, d.w.z. een elektrische stroom creëert een magnetisch veld rond de geleider.
Laten we ons nu eens voorstellen dat er in een bepaald paar draden 1-2 een elektrische stroom I is. Dan, op voorwaarde dat deze stroom I variabel is, is het mogelijk om het verschijnen van stroom en / of spanning in een andere te bereiken een paar draden 3 - 4, op voorwaarde dat deze paren met elkaar in wisselwerking staan via een elektrische of / of magnetische velden. Figuur 1 geeft deze processen schematisch weer.
Het wordt dus mogelijk om de verbinding van twee verschillende stroomcircuits te implementeren zonder hun directe verbinding met elkaar.
Het is handig om de primaire (geleiders 1 en 2) en secundaire (geleiders 3 en 4) in de vorm van wikkelingen te maken. Vervolgens wordt de verhouding tussen stromen en spanningen in de primaire en secundaire circuits volledig bepaald door het aantal windingen primaire en secundaire wikkelingen, wat op zijn beurt de mogelijkheid betekent om een stroomtransformator (omzetter) te creëren en Spanning.
Bovendien wordt het transformatieproces zelf gemakkelijk georganiseerd via de magnetische component van het elektromagnetische veld.
Verhogen van de efficiëntie van de transformator
Bij het overbrengen van elektromagnetische energie van de primaire wikkeling naar de secundaire wikkeling zijn alleen die krachtlijnen van het magnetische veld betrokken die de wikkelingen van de secundaire wikkeling snijden. Rekening houdend met deze functie, de zogenaamde. een kern van elektrisch staal, die zorgt voor een merkbaar lagere weerstand tegen het magnetische veld in vergelijking met lucht.
Dientengevolge gaan de krachtlijnen van het magnetische veld gecreëerd door de primaire wikkeling voornamelijk door de kern en werken ze samen met de secundaire wikkeling, Figuur 2. Dit verklaart trouwens de tweede naam van de kern als een magnetisch circuit.
Kernontwerp
De eerste voorbeelden van kerntransformatoren hadden aanzienlijke verliezen, die werden veroorzaakt door de zogenaamde. wervelstromen. Ze zijn ontstaan door het feit dat een wisselend magnetisch veld niet alleen stromen genereert in de secundaire wikkeling, maar ook in de kern zelf.
Om dit ongewenste effect te onderdrukken, is de kern samengesteld uit dunne platen die langs het contactvlak zijn geïsoleerd. Figuur 3 toont schematisch de wervelstroomonderdrukking bij de overgang naar een dergelijk ontwerp.
P.S. Om je horizon te verbreden en eventueel verder te lezen, raad ik je aan mijn artikel te lezen - https://www.asutpp.ru/transformator-prostymi-slovami.html