Apa yang menyebabkan tegangan diinduksi dalam transformator?

Prinsip kerja transformator adalah perangkat listrik statis yang menukar tegangan AC atau arus antara dua atau lebih belitan pada frekuensi yang sama dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Yaitu prinsip kerjanya"Listrik menghasilkan magnet, magnetisme menghasilkan listrik".

Prinsip kerja transformator adalah induksi elektromagnetik, tetapi secara ketat, itu karena fenomena induksi timbal balik. Berikut ini adalah penjelasan tentang hukum induksi dan fenomena induksi timbal balik:

Prinsip Induksi Elektromagnetik: Ketika fluks magnetik yang terkait dengan perubahan koil (atau kita dapat memahami bahwa fluks magnetik yang melewati atau melalui perubahan kumparan), koil akan menginduksi gaya elektromotif (gaya elektromotif adalah kuantitas fisik yang digunakan untuk mengkarakterisasi catu daya, yang umumnya diketahui sebagai arus), dan ketika fluks magnetik yang melintas melalui koil yang akan dikarakterisasi ini, yang diketahui sebagai arus), dan ketika fluks magnetik yang berlalu melalui koil yang diinduksi ini terus berlanjut, dan ketika fluks magnetik yang dilewati oleh koil ini. terus menerus sesuai. Ini adalah penjelasan paling intuitif tentang "elektromagnetisme".

Secara khusus, menurut prinsip induksi elektromagnetik Faraday, amplitudo gaya elektromotif yang diinduksi (arus yang diinduksi) sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang melewati koil. Kita dapat menjelaskan pernyataan ini secara lebih intuitif dengan cara matematika,, di mana E adalah gaya elektromotif yang diinduksi, N adalah jumlah belokan koil, danadalah laju perubahan fluks magnet.

Mari kita lihat induktansi timbal balik: perubahan arus bolak -balik dalam koil primer menghasilkan medan magnet yang berubah, dan medan magnet yang berubah melewati koil sekunder, yang menginduksi gaya elektromotif dalam koil sekunder, yaitu, arus yang diinduksi: EMF. Induktansi timbal balik adalah akibat langsung dari hukum Faraday.

Transformer adalah contoh terbaik dari induktansi timbal balik, dan kami mendefinisikannya sebagai berikut: Ketika perubahan arus dalam satu kumparan menginduksi gaya elektromotif (arus) dalam koil lain yang berdekatan, fenomena yang terjadi disebut induktansi timbal balik (yang biasa kita sebut"Listrik menghasilkan magnet, magnetisme menghasilkan listrik").

Secara rinci, menurut hukum Lenz, arus yang dihasilkan oleh induktansi timbal balik antara dua kumparan dipengaruhi oleh koefisien induktansi timbal balik (koefisien induktansi timbal balik (M) mengukur tingkat induktansi timbal balik antara kedua kumparan), yang diukur dalam Henry (H) menurut data elektronik. Induktansi timbal balik dari kedua kumparan adalah sama..

Menurut fungsinya, transformer dapat dibagi menjadi langkah - up Transformers dan langkah - Down Transformers. Berikut ini adalah fungsi utama dari dua jenis transformator.

Long - transmisi daya jarak:Ketika kami ingin melakukan transmisi daya jarak jauh -, rendah - arus tegangan jauh lebih rendah daripada tinggi - arus tegangan dalam hal biaya - efisiensi dan efisiensi kerja. Oleh karena itu, kami umumnya tidak menggunakan arus tegangan - rendah untuk transmisi daya jarak jauh - dalam sistem daya, karena arus tegangan {7} {{7} rendah tidak hanya lambat dalam sirkuit, tetapi juga karena adanya resistensi di sirkuit, kehilangan panas per satuan satuan juga lebih besar.

Untuk menghindari situasi di atas, kami biasanya menggunakan transformator daya (langkah - up Transformers) untuk meningkatkan tegangan pengirim dan mengurangi arus yang melewati saluran transmisi per satuan waktu, sehingga mengurangi kehilangan energi yang disebabkan oleh resistensi selama transmisi.

Dengan menggunakan langkah - up transformers (Klik untuk mempelajari tentang langkah - UP Transformers), kita dapat secara efisien mengirimkan listrik dari pembangkit listrik ke area konsumsi listrik yang jauh dari sumber daya. (Mengenai masalah kawat tembaga berenamel dan kawat aluminium berenamel, transformer yawei juga dapat dipercaya.)

Beradaptasi dengan persyaratan beban:Peralatan dan sistem listrik yang berbeda memiliki persyaratan tegangan yang berbeda. Transformator Daya dapat mengonversi - voltage yang tinggi menjadi energi listrik menjadi rendah - voltage energi listrik (Langkah - Down Transformers) Cocok untuk peralatan atau sistem tertentu untuk memastikan pengoperasian peralatan yang normal. Misalnya, rendah - peralatan tegangan dan - voltage tinggi yang digunakan dalam kehidupan sehari -hari adalah objek referensi yang baik: Tinggi - kutub tegangan adalah bagian dari sistem daya. Karena persyaratan transmisi, tegangannya biasanya lebih tinggi dari tegangan peralatan listrik harian kita, tetapi peralatan listrik harian kita tidak memerlukan tegangan yang tinggi, sehingga arus perlu diajukan ke bawah.

Faktor -faktor yang mempengaruhi arus transformator terutamakerugian tembaga dan kerugian inti. Dan prinsip kerja dasar menentukan bahwa transformator tidak akan menghasilkan banyak kerugian di bawah hukum konservasi energi. Dan sekarang, transformator modern biasanya dapat mencapai efisiensi antara 95% dan 99%, tergantung pada desain, bahan, dan kondisi operasi. Untuk yang tinggi - power transformers, efisiensi biasanya antara 98% dan 98% {{5} {} {} {{lebih baik {{} {{{lebih baik {{{{5 {{{{sangat baik dan baik. Efisiensi mungkin sedikit lebih rendah, biasanya antara 95% dan 98%. Untuk transformator kualitas yang lebih tua atau lebih rendah -, efisiensi mungkin kurang dari 95%.

Gunakan bahan yang sangat konduktif:Pilih High - Kualitas Tembaga atau Aluminium sebagai Bahan Berliku untuk Mengurangi Resistensi. Mengapa mengurangi resistensi mengurangi kerugian? Karena resistensi bertindak sebagai hambatan dalam penularan daya, kehilangan panas yang tidak perlu akan dihasilkan karena adanya resistensi ketika saat ini melewati, sehingga mengurangi resistensi akan mengurangi kehilangan energi dan mencapai penghematan energi.

Optimalkan Desain Berliku:Gunakan kumparan yang lebih tebal untuk mengurangi ketahanan belitan, dan merancang tata letak belitan yang masuk akal untuk mengurangi jalur saat ini. Kehilangan tembaga adalah panas yang dihasilkan oleh resistansi arus yang melewati konduktor. Ketika kumparan lebih tebal, salib - area penampang konduktor meningkat dan resistansi berkurang sesuai. Ini berarti bahwa ketika arus yang sama lewat, koil yang lebih tebal akan menghasilkan lebih sedikit kehilangan panas. Pada saat yang sama, gulungan tebal dapat membuat arus didistribusikan secara lebih merata dalam konduktor yang dapat mengurangi pemanasan lokal yang disebabkan oleh kepadatan arus yang berlebihan. Ini membantu mengurangi kehilangan panas secara keseluruhan. Selain itu, kumparan yang lebih tebal dapat menghilangkan panas secara lebih efektif, mengurangi kerugian tambahan yang disebabkan oleh peningkatan suhu. Kinerja disipasi panas yang baik membantu menjaga konduktor bekerja pada suhu yang lebih rendah, sehingga meningkatkan efisiensi. Poin terakhir adalah mengurangi efek kulit: di bawah operasi frekuensi- tinggi, arus cenderung berkonsentrasi pada permukaan konduktor, yang disebut efek kulit. Gulungan yang lebih tebal memberikan luas permukaan yang lebih besar, mengurangi dampak efek kulit pada distribusi saat ini dan dengan demikian mengurangi kerugian.

Gunakan bahan inti kinerja - tinggi

Rendah - kerugian lembaran baja silikon: kita dapat memilih - loss silicon baja rendah atau bahan ferit yang memiliki permeabilitas magnetik tinggi dan kerugian histeresis rendah. (Kehilangan histeresis: energi dikonsumsi ketika bahan magnetik berulang kali magnet dan didemagnetisasi dalam medan magnet)

Meningkatkan komposisi paduan: Gunakan bahan inti paduan untuk mengurangi kerugian arus eddy. (Ketika medan magnet yang berubah menghasilkan arus eddy di inti, arus eddy ini menyebabkan kehilangan energi. Menggunakan bahan seperti lembaran baja silikon dapat mengurangi kerugian arus eddy.)

Gunakan inti laminasi

Desain Laminasi: Bagilah bahan inti menjadi beberapa lembaran tipis, saling mengisap, mengurangi pembentukan arus eddy, dan dengan demikian mengurangi kerugian.

Mengoptimalkan bentuk inti

Toroidal Core: Gunakan desain inti toroidal atau tertutup untuk meningkatkan efisiensi kopling dari fluks magnet dan mengurangi kehilangan kebocoran. (Kehilangan kebocoran: kehilangan energi yang disebabkan oleh kopling medan magnet yang tidak lengkap. Bagian energi ini tidak ditransfer ke belitan sekunder.)

Tingkatkan frekuensi operasi

Dalam beberapa kasus, meningkatkan frekuensi operasi transformator dapat mengurangi kehilangan zat besi, karena pada frekuensi tinggi, luas loop histeresis menjadi lebih kecil dan kerugian akan berkurang sesuai.

Kurangi suhu operasi

Melalui sistem pendingin yang efektif, jaga suhu pengoperasian transformator dalam kisaran yang sesuai untuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh kenaikan suhu.

Mengoptimalkan kepadatan fluks

Desain yang masuk akal: Menurut penerapan transformator, kepadatan fluks inti dirancang secara wajar untuk menghindari kerugian tambahan yang disebabkan oleh kepadatan fluks yang berlebihan.

Hubungi sekarang