Der Aufbau eines typischen Transformators ist einfach. Es besteht aus einem Stahlkern, zwei Spulen mit Drahtwicklung. Eine Wicklung heißt primär, die zweite - sekundär. Das Auftreten einer Wechselspannung (U1) und eines Stroms (I1) in der ersten Spule bilden einen magnetischen Fluss in ihrem Kern. Es erzeugt eine EMK direkt in der Sekundärwicklung, die nicht mit dem Stromkreis verbunden ist und eine Energiestärke von Null hat.
Wenn der Stromkreis angeschlossen ist und ein Verbrauch auftritt, führt dies zu einer proportionalen Erhöhung der Stromstärke in der ersten Spule. Ein solches Kommunikationsmodell zwischen den Wicklungen erklärt den Prozess der Umwandlung und Umverteilung elektrischer Energie, der in der Berechnung von Transformatoren enth alten ist. Da alle Windungen der zweiten Spule in Reihe gesch altet sind, erhält man die Gesamtwirkung aller EMF, die an den Enden des Geräts erscheinen.
Transformatoren werden so zusammengebaut, dass der Spannungsabfall in der zweiten Wicklung einen kleinen Bruchteil (bis zu 2 - 5%) ausmacht, was uns erlaubt anzunehmen, dass U2 und EMF an ihren Enden gleich sind. Die Zahl U2 ist mehr/weniger so groß wie die Differenz zwischen der Anzahl der Windungen beider Spulen - n2 und n1.
Abhängigkeitzwischen der Anzahl der Drahtlagen wird als Übersetzungsverhältnis bezeichnet. Sie wird durch die Formel bestimmt (und mit dem Buchstaben K bezeichnet), nämlich: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Oft sieht dieser Indikator wie ein Verhältnis zweier Zahlen aus, zum Beispiel 1:45, was anzeigt, dass die Anzahl der Windungen einer der Spulen 45-mal geringer ist als die der anderen. Dieser Anteil hilft bei der Berechnung des Stromwandlers.
Elektrotechnische Kerne werden in zwei Arten hergestellt: W-förmig, gepanzert, mit einer Verzweigung des magnetischen Flusses in zwei Teile und U-förmig - ohne Teilung. Um mögliche Verluste zu reduzieren, ist der Stab nicht massiv ausgeführt, sondern besteht aus separaten dünnen Stahlschichten, die mit Papier voneinander isoliert sind. Am gebräuchlichsten ist der zylindrische Typ: Auf den Rahmen wird eine Primärwicklung aufgebracht, dann werden Papierkugeln montiert und darüber eine sekundäre Drahtschicht gewickelt.
Die Berechnung eines Transformators kann einige Schwierigkeiten bereiten, aber die vereinfachten Formeln unten werden einem Amateurdesigner zu Hilfe kommen. Zunächst müssen für jede Spule die Höhe der Spannungen und Ströme individuell ermittelt werden. Die Leistung von jedem von ihnen wird berechnet: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, wobei P2, P3, P4 durch Wicklungen erhöhte Leistungen (W) sind; I2, I3, I4 - Stromstärken (A); U2, U3, U4 - Spannungen (V).
Um die Gesamtleistung (P) bei der Berechnung des Transformators zu ermitteln, müssen Sie die Summe der Indikatoren der einzelnen Wicklungen eingeben und dann mit dem Faktor 1,25 multiplizieren, wobei die Verluste berücksichtigt werden: P=1,25(P2+P3+P4+…). Übrigens,Der Wert von P hilft bei der Berechnung des Querschnitts des Kerns (in cm²): Q \u003d 1,2kurzes Quadrat P
Danach folgt die Vorgehensweise zur Ermittlung der Windungszahl n0 pro 1 Volt nach der Formel: n0=50/Q. Als Ergebnis wird die Windungszahl der Spulen ermittelt. Für den ersten gilt unter Berücksichtigung des Spannungsverlusts im Transformator: N1=0,97n0U1Für den Rest: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… Der Durchmesser des Leiters einer beliebigen Wicklung kann nach folgender Formel berechnet werden: d=0,7kurzes Quadrat 1 wobei I die Stromstärke (A), d der Durchmesser (mm) ist.
Transformatorberechnung ermöglicht es, die Stromstärke aus der Gesamtleistung zu ermitteln: I1=P/U1. Die Größe der Platten im Kern bleibt unbekannt. Um es zu finden, muss die Wickelfläche im Kernfenster berechnet werden: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), wobei Sm ist die Fläche (in mm²), alle Windungen im Fenster; d1, d2, d3 und d4 - Drahtdurchmesser (mm); n1, n2, n3 und n4 sind die Anzahl der Windungen. Mit dieser Formel werden die Wicklungsungleichmäßigkeit, die Dicke der Drahtisolierung, die vom Rahmen eingenommene Fläche im Sp alt des Kernfensters beschrieben. Je nach erzielter Fläche wird eine spezielle Plattengröße für die freie Platzierung der Spule in ihrem Fenster ausgewählt. Und das Letzte, was Sie wissen müssen, ist die Dicke des Kernsatzes (b), die durch die Formel erh alten wird: b \u003d (100Q) / a, wobei a die Breite der mittleren Platte (in mm) ist.; Q - im Quadrat siehe Das Schwierigste bei dieser Methode ist die Berechnung des Transformators (das ist die Suche nach einem Stabelement mit geeigneter Größe).
