Ο μετασχηματιστής είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για να μετασχηματίσει την τάση AC. Τα κύρια εξαρτήματά της περιλαμβάνουν το πρωτεύον πηνίο, το δευτερεύον πηνίο και τον πυρήνα σιδήρου.
Στο επάγγελμα των ηλεκτρονικών, μπορείτε συχνά να δείτε τη σκιά του μετασχηματιστή, ο πιο συνηθισμένος που χρησιμοποιείται στην τροφοδοσία ρεύματος ως τάση μετατροπής, απομόνωση.
Εν ολίγοις, ο λόγος τάσης των πρωτευόντων και δευτερευόντων πηνίων είναι ίσος με τον λόγο στροφών των πρωτευόντων και δευτερευόντων πηνίων. Επομένως, εάν θέλετε να εξάγετε διαφορετικές τάσεις, μπορείτε να αλλάξετε τον λόγο στροφών των πηνίων.
Ανάλογα με τις διαφορετικές συχνότητες λειτουργίας των μετασχηματιστών, μπορούν γενικά να χωριστούν σε μετασχηματιστές χαμηλής συχνότητας και μετασχηματιστές υψηλής συχνότητας. Για παράδειγμα, στην καθημερινή ζωή, η συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος ισχύος είναι 50Hz. Οι μετασχηματιστές που λειτουργούν σε αυτήν τη συχνότητα ονομάζονται μετασχηματιστές χαμηλής συχνότητας. Η συχνότητα λειτουργίας των μετασχηματιστών υψηλής συχνότητας μπορεί να φτάσει από δεκάδες kHz έως εκατοντάδες kHz.
Ο όγκος του μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας είναι πολύ μικρότερος από αυτόν του μετασχηματιστή χαμηλής συχνότητας με την ίδια ισχύ εξόδου
Ο μετασχηματιστής είναι ένα σχετικά μεγάλο εξάρτημα στο κύκλωμα ισχύος. Εάν θέλετε να μειώσετε την ένταση του ήχου εξασφαλίζοντας παράλληλα την ισχύ εξόδου, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας. Επομένως, οι μετασχηματιστές υψηλής συχνότητας χρησιμοποιούνται σε τροφοδοτικά μεταγωγής.
Η αρχή λειτουργίας του μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας και του μετασχηματιστή χαμηλής συχνότητας είναι η ίδια, οι οποίοι βασίζονται στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Ωστόσο, όσον αφορά τα υλικά, οι «πυρήνες» τους χρησιμοποιούν διαφορετικά υλικά.
Ο σιδερένιος πυρήνας του μετασχηματιστή χαμηλής συχνότητας αποτελείται γενικά από πολλά φύλλα πυριτίου χάλυβα, ενώ ο σιδερένιος πυρήνας του μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας αποτελείται από μαγνητικά υλικά υψηλής συχνότητας (όπως φερρίτη). (Επομένως, ο σιδερένιος πυρήνας του μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας ονομάζεται γενικά μαγνητικός πυρήνας)
Στο κύκλωμα τροφοδοσίας σταθεροποιημένης τάσης DC, ο μετασχηματιστής χαμηλής συχνότητας μεταδίδει σήμα ημιτονοειδούς κύματος.
Στο κύκλωμα τροφοδοσίας μεταγωγής, ο μετασχηματιστής υψηλής συχνότητας μεταδίδει σήμα τετραγωνικού κύματος υψηλής συχνότητας παλμού.
Στην ονομαστική ισχύ, ο λόγος μεταξύ της ισχύος εξόδου και της ισχύος εισόδου του μετασχηματιστή ονομάζεται απόδοση του μετασχηματιστή. Όταν η ισχύς εξόδου του μετασχηματιστή είναι ίση με την ισχύ εισόδου, η απόδοση είναι 100%. Στην πραγματικότητα, ένας τέτοιος μετασχηματιστής δεν υπάρχει, επειδή υπάρχουν απώλειες χαλκού και σιδήρου, ο μετασχηματιστής θα έχει ορισμένες απώλειες.
Τι είναι η απώλεια χαλκού;
Επειδή το πηνίο του μετασχηματιστή έχει μια ορισμένη αντίσταση, όταν το ρεύμα διέρχεται από το πηνίο, μέρος της ενέργειας θα μετατραπεί σε θερμότητα. Επειδή το πηνίο του μετασχηματιστή είναι τυλιγμένο με χάλκινο σύρμα, αυτή η απώλεια ονομάζεται επίσης απώλεια χαλκού.
Τι είναι η απώλεια σιδήρου;
Η απώλεια σιδήρου του μετασχηματιστή περιλαμβάνει κυρίως δύο πτυχές: την απώλεια υστέρησης και την απώλεια δινορευμάτων. Η απώλεια υστέρησης αναφέρεται στην περίπτωση που όταν εναλλασσόμενο ρεύμα διέρχεται από το πηνίο, δημιουργούνται μαγνητικές γραμμές δύναμης που διέρχονται από τον πυρήνα σιδήρου και τα μόρια μέσα στον πυρήνα σιδήρου τρίβονται μεταξύ τους για να παράγουν θερμότητα, καταναλώνοντας έτσι μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας. Επειδή η μαγνητική γραμμή δύναμης διέρχεται από τον πυρήνα σιδήρου, ο πυρήνας σιδήρου παράγει επίσης επαγόμενο ρεύμα. Επειδή το ρεύμα στροβιλίζεται, ονομάζεται επίσης δινορευματικό ρεύμα και η απώλεια δινορευμάτων καταναλώνει επίσης κάποια ηλεκτρική ενέργεια.
Ώρα δημοσίευσης: 27 Δεκεμβρίου 2022
