Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Компонент місяця: Трансформатор

Листопад - місяць Transformer, і ми покажемо повідомлення в блогах про ті зручні компоненти, які використовуються для перетворення напруги. Нижче наводиться уривок з остаточної Енциклопедії електронних компонентів Шарля Платта, Vol. 1:

Що це робить

Трансформатор потребує входу змінного струму (змінного струму). Вона перетворює вхідну напругу на один або більше вихідних напруг, які можуть бути вище або нижче.

Трансформатори розміром від маленьких одиниць відповідності імпедансу в аудіо-обладнання, таких як мікрофони, до багатотонних бегемотів, які забезпечують високу напругу через національні електромережі. Майже всі електронні пристрої, які призначені для живлення від муніципального AC в будинках або на підприємствах, вимагають включення трансформатора.

Один на задній стороні зображення вище має оцінку 36VAC при 0,8A при підключенні до джерела 125VAC. На фронті, мініатюрний трансформатор є продуктом Radio Shack, призначеним для забезпечення приблизно 12VAC при 300mA, хоча його напруга буде більше 16VAC, коли він не пропускає струм через навантаження.

Схематичні символи трансформатора наведені нижче:

Різні стилі котушок зліва та справа функціонально ідентичні. Верх: Трансформатор з магнітним сердечником - ядро, яке можна намагнічувати. Внизу: Трансформатор з повітряним ядром. (Цей тип трансформатора є рідкісним, оскільки він має меншу ефективність.) Вхід для трансформатора майже завжди вважається лівим, через первинну котушку, а вихідний - праворуч, через вторинну котушку. Часто дві котушки показуватимуть різну кількість оборотів, щоб вказати, чи трансформатор подає знижену напругу (у цьому випадку буде менше витків у вторинній котушці) або підвищена напруга (у цьому випадку буде менше нахилів у первинному). котушки).

Як це працює

Нижче наведено спрощений перегляд трансформатора:

Перемінний струм, що протікає через первинну обмотку (помаранчевий), індукує магнітний потік в ламінованому ядрі, утвореному з безлічі сталевих пластин. Зміна потоку індукує струм у вторинній обмотці (зелений), що забезпечує вихід з трансформатора. (Насправді обмотки зазвичай складаються з тисяч витків тонкого магнітного дроту, також відомого як емальований дріт; використовуються різні конфігурації ядра.)

Процес відомий як взаємна індукція. Якщо на вторинну обмотку накладається навантаження, то він витягує струм з первинної обмотки, навіть якщо між ними немає електричного з'єднання.

В ідеальному трансформаторі без втрат коефіцієнт витків між двома обмотками визначає, чи є вихідна напруга вищою, нижчою або такою ж, як і вхідна напруга. Якщо Vp і Vs є напругами на первинних і вторинних обмотках відповідно, а Np і Ns - число витків дроту в первинних і вторинних обмотках, то їх співвідношення дано за такою формулою:

Vp / Vs = Np / Ns

Просте правило, яке слід пам'ятати, полягає в тому, що менше витків = менша напруга, а більше витків = вище напруга.

Підвищений трансформатор має більш високу напругу на своєму виході, ніж на його вході, тоді як понижуючий трансформатор має більш високу напругу на своєму вході, ніж на його виході.

Ядро Феромагнітне ядро ​​часто описується як зроблене з заліза, але насправді частіше виготовляється з високопроницаемой кремнієвої сталі. Для зменшення втрат, викликаних вихровими струмами, серцевина зазвичай ламінована - зібрана з стопки пластин, відокремлених один від одного тонкими шарами лаку або подібного ізолятора. Вихрові струми, як правило, обмежені в межах товщини кожної пластини.

Оскільки напруга постійного струму призведе до магнітного насичення серцевини, всі трансформатори повинні працювати з змінним струмом або імпульсами струму. Обмотки і геометрія трансформатора оптимізовані для частотного діапазону, напруги і струму, при яких він призначений для роботи. Значне відхилення від цих значень може пошкодити трансформатор.

Варіанти

Нижче наведені деякі типи часто зустрічаються трансформаторів:

Силовий трансформатор Зазвичай розроблений для кріплення на шасі або закріплений у корпусі або корпусі шматок електрообладнання з паяльними виступами або роз'ємами, які дозволяють проводам підключати трансформатор до шнура живлення, з одного боку, і друкованої плати. інша сторона.

Вставний трансформатор Зазвичай герметичний у пластиковому корпусі, який можна підключити безпосередньо до розетки. Вони візуально ідентичні адаптерам змінного струму, але мають вихід змінного струму замість виходу постійного струму.

Ізоляція Трансформатор Також відомий як 1: 1 трансформатор, оскільки він має співвідношення 1: 1 між первинною і вторинною обмотками, так що вихідна напруга буде таким же, як і вхідна напруга. Коли електричне обладнання підключено до ізоляційного трансформатора, воно відокремлюється від електричного заземлення електричного живлення змінного струму. Це знижує ризик при роботі на «живому» обладнанні, оскільки між ним і землею буде незначний електричний потенціал. Отже, дотик до заземленого об'єкта, одночасно торкаючись живого дроту в обладнанні, не повинен призводити до потенційно смертельного потоку, що проходить через тіло.

Автотрансформатор Цей варіант використовує тільки одну котушку, яка використовується для забезпечення вихідної напруги. Взаємна індукція відбувається між ділянками котушки. Автотрансформатор має на увазі загальний зв'язок між входом і виходом, на відміну від трансформатора з двома котушками, який дозволяє виводити електричну ізоляцію від входу. Автотрансформатори часто використовуються для узгодження імпедансу в аудіоканалах, а також для забезпечення вихідних напруг, які трохи відрізняються від вхідних напруг.

Аудіотрансформатор Коли сигнал передається між двома етапами схеми, які мають різний імпеданс, сигнал може бути частково відбитий або ослаблений. (Імпеданс вимірюється в омах, але відрізняється від електричного опору постійного струму, оскільки він враховує реактивність і ємність. Тому вона змінюється з частотою.)

Пристрій з низьким вхідним опором буде намагатися залучити значний струм від джерела, і якщо джерело має високий вихідний опір, то внаслідок цього його напруга значно зменшиться. Як правило, вхідний опір пристрою має бути щонайменше в 10 разів більше вихідного опору пристрою, який намагається його загнати. Пасивні компоненти (резистори, та / або конденсатори, та / або котушки) можуть бути використані для узгодження імпедансу, але в деяких ситуаціях бажано використовувати невеликий трансформатор.

Трансформатор зі спліт-бобіном Цей варіант має первинні та вторинні котушки, встановлені поруч, щоб мінімізувати ємнісний зв'язок.

Surface-Mount Transformer Може бути менше 0,2 and квадрат і використовується для узгодження імпедансу, зчеплення з лінією та фільтрації.

Значення

При виборі силового трансформатора його здатність до керування потужністю є величиною первинного інтересу. Вона правильно виражена терміном VA, отриманим з "вольт-амперних точок". VA не слід плутати з ватами, оскільки вати вимірюються миттєво в ланцюзі постійного струму, тоді як в ланцюзі змінного струму постійно змінюються напруга і струм. VA фактично є уявною потужністю, беручи до уваги реактивність.

Взаємозв'язок між ВА і Вт буде змінюватися в залежності від пристрою, що розглядається. У найгіршому випадку:

W = 0,65 VA (приблизно)

Іншими словами, усереднена потужність, яку можна отримати з трансформатора, повинна бути не менше двох третин її значення VA.

Характеристики трансформаторів часто включають в себе вхідну напругу, вихідну напругу та вагу компонента. Трансформатори зв'язку також можуть вказувати вхідні та вихідні імпеданси.

Поділитися

Залишити Коментар