Понижающий трансформатор 1978 года | Мастер-класс своими руками
Понижающий трансформатор 1978 годаМною дома был найден блок питания на 12 воль использовавшийся для зарядки аккумуляторов. Выглядит он вот так
<
Он состоит из понижающего трансформатора и диодного моста (матрицы) который выпрямляет переменный ток, идущий от трансформатора в постоянный.
С неё и начнем, она состоит из четырех очень мощных диодов марка неизвестна единственное, что удалось разглядеть «Сделано в СССР» при коротком замыкание изоляция на проводах сечением 2 мм мгновенно плавится, а диоды практически холодные. Вот они крупным планом
Диоды соединены по стандартной схеме выпрямителя
Вот как это выглядит в данном случае
Соединительные провода используются очень большого сечения, все соединения осуществляются по средствам болтов и гаек, иначе при высоком токе может произойти возгорание изоляции или провода просто могут расплавится.
Теперь перейдём к разборке отсека с трансформатором, верхняя крышка держится на двух болтах, выкручиваем снимаем крышку и вынимаем сам трансфориатор
На нем как на любом трансформаторе подобного типа имеется две обмотки, это первичная на которую подается 220 в и вторичная с которой снимается 12 в
Первичная обмотка состоит из медного провода сечение 1 мм к ней на прямую включается напряжение сети
Теперь пирейдем ко вторичной обмотки на 12 в вот отводы обмотки
Эта обмотка состоит уже не из провода, а из медной ленты толщиной 1.
5 мм и шириной порядка 4 мм. Подобные обмотки применяются в сварочных аппаратах, так как сопротивление такой ленты мало и отсюда высокая сила тока я не рискнул её измерять, в подобной ситуации я уже потерял один амперметр на 20 ампер, а лента потому, что она занимает меньше объема по сравнение с цилиндрической формой обычного провода, так как у цилиндра меньше площадь соприкосновения.
Вот и все остается только гордится качеством изготовления источника питания ведь ему сейчас 32 года, и он все ещё продолжает исправно работать.
Видео с попыткой закоротить трансформатор
Самодельный трансформатор с 6 В до 30000 В
Порой электронику необходимо получить высокое напряжение для различных целей. Сделать это не так уж сложно, если смастерить самодельный повышающий высоковольтный трансформатор, способный выдать 30 кВ из обычных 6 В.
Изготовление повышающего трансформатора на 30000 Вольт
Нам понадобится разборный сердечник из старого телевизора с кинескопом. Там он используется тоже в высоковольтном трансформаторе строчной развертки.
Делаем каркас под катушку. Обматываем одну сторону плотной бумагой и склеиваем суперклеем.
Снимаем с сердечника каркас и устанавливаем его для удобства на маркер. Далее обматываем слоем скотча.
Берем проволоку 0,2 мм толщиной, старый трансформатор как раз кстати.
Один конец очищаем от лака, наматываем на провод и припаиваем.
Изолируем термоусадкой. Кладем на всю длину каркаса и обматываем слоем скотча.
Матаем обмотку в ряд виток к витку. Каждый слой — 200 витков.
После каждого слоя кладем два слоя скотча и один слой изолентой.
Такая многослойность нужна обязательно, иначе катушку запросто пробьет высоким напряжением.
Намотали еще 200 витков — производим опять тройную изоляцию.
Итак должно быть 5 слоев по 200 витков.
Общее количество, как вы наверное уже подсчитали, 1000 витков. Надеваем катушку на каркас.С противоположной стороны мотаются две обмотки обычным проводом. Первая (синяя) 6 витков, вторая (желтая) 5 витков. Фиксируем суперклеем.
Схема генератора
Перед вами классическая схема блокинг-генератора на одном транзисторе. Проще не придумаешь. Собираем схему на биполярном транзисторе.
В настройке генератор практически не нуждается. И при исправных деталях работает сразу. Но если только генерация не запустилась с первого раза — попробуйте поменять вывода одной из обмоток между собой, тогда все должно заработать.
Испытания высоковольтного трансформатора
Запитываем схему от аккумуляторной батареи 6 В. Высоковольтный генератор в работе.
Дуга упала на изоляцию и тут же почти зажгла ее.
Частота генерации порядка около 10-15 кГц. При такой частоте высоковольтные разряды не так опасны, но все же не стоит прикасаться к токоведущим проводам во время работы трансформатора.
Смотрите видео
Мощный трансформатор из трех маломощных
Как-то раз понадобился мощный трансформатор с двуполярным питанием для усилителя мощности низкой частоты. Поискав в закромах ничего подобного не нашел. В продаже по месту жительства, к сожалению, тоже ничего подобного не было. Тут на глаза попались 3 одинаковых трансформатора от старых музыкальных центров. И в голову пришла отличная идея: сделать один мощный трансформатор из трех небольших.
Изготовление мощного трансформатора из трех небольших
Разбираем магнитопровод всех трансформаторов. Для этого выбиваем сначала все «I» — образные элементы расположенные в шахматном порядке, а затем все «Ш» — образные пластины.
Снимаем слои изоляции и обмотки с каркасов.
Отпиливаем у двух каркасов торец только с одной стороны.
А у третьего оба торца, чтобы остались только боковые пластины.При помощи супер клея склеиваем каркас воедино.
Обматываем первым изоляционным слоем для должной фиксации. Возможные растекания клея убираем напильником после затвердевания. Вся поверхность внутри должна быть обязательно гладкой и твердой, иначе сердечник не встанет плотно.
Замеряем внутреннее сечения будущего магнитопровода и при помощи специальных формул рассчитываем рассчитываем количество витков для первичной и вторичной обмоток.
Наматываем первую обмотку, она составляет 268 витков по расчетам (для 230 В питания). Но я догнал ее до 300, чтобы сделать некий запас и снизить ток холостого хода.
Матаем виток к витку послойно. Изолируем каждый слой.
Первичная обмотка готова. Выводы делаем через изоляционные трубки.
Изолируем в два слоя, чтобы создать надежную гальваническую развязку.
Наматываем вторичную обмотку. Для выхода «35 В-0-35 В» общее напряжение 70 Вольт, необходимо намотать 84 витка, с отводом от середину.
Делаем отвод от середины, от 42 витка.
Получилась вторичная обмотка, намотанная проводом 1,2 мм.
Собираем сердечник трансформатора. Сначала в шахматном порядке устанавливаем «Ш» — образные пластины.
А в самом конце «I» — образные.
Проверяем трансформатор. Для этого включаем для безопасности первичную обмотку в сеть через лампу накаливания.
Все работает. Замеряем напряжение на выходе вторичной обмотки. Получилось примерно 32 Вольта на каждое плече.
Вообщем идея годная, трансформатор работает, не греется, мощности хватает.
Смотрите видео
Подробности смотрите в видеоролике.
Как построить понижающие трансформаторы с помощью расчетов
Понижающий трансформатор — это устройство, которое снижает более высокий потенциал переменного тока до более низкого потенциала переменного тока в соответствии с коэффициентом намотки и спецификациями.
В этой статье мы собираемся обсудить, как спроектировать и сконструировать базовый понижающий трансформатор, который обычно применяется в источниках питания от сети.
Введение
Это, вероятно, поможет любителям электроники разработать и построить свои собственные трансформаторы, основанные на их конкретных требованиях.На следующих страницах представлен упрощенный метод компоновки для получения удовлетворительно разработанных трансформаторов. С другой стороны, процесс проектирования может стать предметом некоторых экспериментов.
Таблицы, представленные в этой статье, сокращают расчеты обрезки, которые помогают проектировщику найти подходящий размер проволоки или даже сердечника для ламинирования. Здесь представлены исключительно относящиеся к делу данные и расчеты, чтобы дизайнер не был сбит с толку ненужными деталями.
Здесь мы конкретно обсудим трансформаторы, которые имеют 2 или более обмоток изолированного медного провода вокруг железного сердечника.
Это одна первичная обмотка и одна или несколько вторичных обмоток.
Каждая обмотка электрически изолирована друг от друга, однако магнитно соединена с помощью многослойного железного сердечника. Небольшие трансформаторы имеют корпусную структуру, т. Е. Обмотки окружены сердечником, как показано на рис. 1. Мощность, подаваемая вторичной обмоткой, фактически передается от первичной, хотя на уровне напряжения, зависящем от коэффициента намотки пара обмоток.
Видеоинтерпретация
Базовая конструкция трансформатора
На начальном этапе проектирования трансформатора необходимо четко выразить оценки первичного и вторичного напряжения, а также номинальный ток вторичной обмотки.
После этого определите содержание сердечника, которое будет использоваться: штамповка из обычной стали или холоднокатаная штамповка с ориентированным зерном (CRGO).
CRGO отличается большей допустимой плотностью потока и меньшими потерями.
Наилучшее возможное поперечное сечение жилы приблизительно определяется по:
Площадь жилы: 1,152 x √ (выходное напряжение x выходной ток) кв. См.
Что касается трансформаторов, имеющих несколько вторичных обмоток, необходимо учитывать сумму произведения выходного напряжения на ампер каждой обмотки.
Количество витков на первичной и вторичной обмотках определяется по формуле для отношения витков на вольт как:
Оборотов на вольт = 1 / (4,44 x 10 -4 частота x площадь сердечника x плотность потока)
Здесь частота обычно составляет 50 Гц для домашней электросети в Индии. Плотность потока можно считать приблизительно 1,0 Вебер / кв. М. предназначен для штамповки обычной стали и примерно 1,3 Вебера / кв.м. для штамповки CRGO.
Расчет первичной обмотки
Ток в первичной обмотке представлен по формуле:
Первичный ток = сумма вольт и ампер, разделенных на первичные вольт x КПД
КПД малого трансформаторы могут отклоняться от 0.
От 8 до 0. §6. Значение 0,87 очень хорошо подходит для обычных трансформаторов.
Для обмотки необходимо определить подходящий размер провода. Диаметр провода зависит от номинального тока обмотки, а также от допустимой плотности тока провода.
Плотность тока может достигать 233 ампер / кв. См. в небольших трансформаторах и минимум 155 ампер / кв. см. в больших.
Данные обмотки
Обычно значение 200 ампер / кв. См. можно считать, согласно которому создается Таблица №1.Количество витков в первичной обмотке выражается формулой:
Первичная Оборотов = Число витков на Вольт x Первичное напряжение
Площадь, потребляемая обмоткой, определяется плотностью изоляции, способом намотки и проводом. диаметр.
В таблице № 1 приведены расчетные значения витков на квадратный см. через которое мы можем рассчитать площадь окна, потребляемую первичной обмоткой.
Площадь первичной обмотки = Число витков первичной обмотки / Число витков на кв.
см из Таблицы № 1
Расчет вторичной обмотки
Учитывая, что у нас есть предполагаемый номинальный вторичный ток, мы можем определить размер провода для вторичной обмотки, просто просматривая Таблицу № 1 напрямую.
Количество витков на вторичной обмотке рассчитывается идентичным методом, когда дело касается первичной обмотки, но необходимо включить около 3% лишних витков, чтобы компенсировать внутреннее падение напряжения вторичной обмотки трансформатора при нагрузке.Следовательно,
Число витков вторичной обмотки = 1,03 (число витков на вольт x вторичное вольт)
Площадь окна, необходимая для вторичной обмотки, определена в таблице 2 как
Площадь вторичного окна = число витков вторичной обмотки / число витков на квадратный см. (из Таблицы № 2 ниже)
Расчет размера сердечника
Основным критерием выбора сердечника может быть общая площадь окна доступного пространства обмотки.
Общая площадь окна = площадь основного окна + сумма площадей второстепенных окон + пространство для бывшего окна и изоляция.
Необходимо немного больше места для поддержки первого и изоляции между обмотками. Конкретное количество дополнительной площади может отличаться, даже если для начала можно было бы рассмотреть 30%, хотя это может потребоваться настроить позже.
Таблица размеров штамповки трансформатора
Идеальные размеры сердечников, обладающих более значительным оконным пространством, обычно определяются из таблицы 2 с учетом зазора между слоями при их укладке (элемент укладки сердечника может быть принят равным 0.9), теперь у нас есть
Общая площадь ядра = Площадь ядра / 0,9 кв. См. Как правило, предпочтительна квадратная центральная конечность.
Для этого ширина язычка ламинирования составляет
Ширина язычка = √ Общая площадь сердцевины (кв. См)
Теперь еще раз обратитесь к Таблице № 2 и в качестве последнего пункта найдите подходящий размер сердцевины. , имеющей достаточную площадь окна и близкое значение ширины язычка согласно расчету.
При необходимости измените высоту штабеля, чтобы получить желаемую секцию сердечника.
Высота штабеля = Общая площадь сердечника / Фактическая ширина язычка
Стопка не должна быть намного ниже ширины язычка, а должна быть больше. Однако он не должен превышать ширину язычка более чем в 1 1/2 раза.
Схема сборки сердечника
Как собрать трансформатор
Обмотка выполняется поверх изолирующего каркаса или бобины, которая устанавливается на среднюю стойку ламинированного сердечника. Обычно сначала наматывается первичная обмотка, а затем вторичная, сохраняя изоляцию между двумя слоями обмотки.
Последний изолирующий слой наносится поверх обмотки, чтобы защитить их от механических повреждений и вибрации. Когда используются тонкие провода, их отдельные концы необходимо припаять к более тяжелым проводам, чтобы вывести клеммы за пределы первого.
Ламинирование, как правило, накладывается на основу альтернативным ламинированием в обратном порядке.
Ламинирование должно быть плотно связано с помощью подходящей зажимной рамы или с помощью гаек и болтов (в случае, если в ламинирующем узле имеются сквозные отверстия).
Как применять экранирование
Это может быть разумной идеей использовать электростатический экран между первичной и вторичной обмотками, чтобы избежать электрических помех, передаваемых через вторичную обмотку от первичной обмотки.
Экран для понижающих трансформаторов может быть изготовлен из медной фольги, которую можно намотать между двумя обмотками на несколько большее расстояние. Изоляция должна быть покрыта всей фольгой, и должны быть приняты надлежащие меры, чтобы два конца фольги никогда не соприкасались друг с другом.Кроме того, с этим экранирующим полем можно припаять провод и соединить его с линией заземления схемы или с пластиной трансформатора, которая может быть зажата с линией заземления схемы.
О Swagatam
Я инженер-электроник (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.
Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!
Раскладной стол трансформер своими руками — консольный вариант | Своими руками
Сделать такой стол, конечно, непросто — много узлов и деталей, а шкантовые соединения представляют определенную трудность для неопытного домашнего мастера.Но как предмет мебели этот самодельный стол — очень практичный вариант, а его дизайн как минимум интересен, а кроме всего прочего подарит мастеру опыт сборки более сложной каркасной мебели.
Если вы планируете время от времени использовать такой стол в качестве столовой в гостиной, то обратите особое внимание на качество опорных планок под откидные крышки, чтобы на них приходилась вся основная нагрузка.
В примере этой конструкции стола, как видно на чертежах, этот элемент уже уложен (от центра нашего самодельного раскладного стола планки, на которых складываются колпаки, откидываются — отметим, что эта конструкция делает не создавать неудобств для сидения и есть где разместить ножки, так как пространство не «расползается») — ваше право использовать или нет, а также видоизменять, внося корректировки в размеры деталей.
В принципе конструкция не нова — такие столы делали в советское время в заводских условиях — как с откидной, так и с раздвижной (раздвижной) крышкой. Стоили копейки и служили долго (у меня были и складные, и выдвижные, стол с убирающимися крышками ломался чаще, но в итоге прослужил дольше, потому что он был целиком деревянный, со складными крышками без поломок Прослужил дольше, но в один прекрасный день посыпался без всякой возможности ремонта — виноват материал — клееный ДСП, в который петли уже нельзя было прикрутить.
Изготовление консольного стола своими руками требует от мастера несколько большего мастерства, нежели склеивание и сращивание деталей между собой. Прежде всего, необходимо точно и надежно выполнить дюбельные соединения каркасных деталей.
Столешницы оснащены фанерной подложкой. В каркасе из досок сечением 75 × 25 мм находятся доски, соединенные шпунтом и уложенные по диагонали, образующие поверхность стола.
При покупке и выборе таких досок нужно быть очень внимательными.Эти части должны быть абсолютно прямыми, с безупречными краями, по возможности без сучков или с сильно вросшими сучками. Материал следует приобретать с запасом, чтобы отказаться от досок, имеющих изъяны.
Также по теме: Компьютерный стол из дерева своими руками.
Центральная часть стола — 90 × 30 см, а обе крышки — 90 × 65 см каждая. Таким образом, таблица доступна для использования в трех вариантах формата.
Чертеж 1: Базовый принцип конструкции консольного стола
Слева: вид на узкую сторону центральной части стола
1.
Хвостовики.
2. Стопор откидной рамы.
3. Складная рама в открытом положении.
Справа: вид широкой стороны центральной части стола
4. Хвостовики.
5. Стопор откидной рамы.
6. Нижняя поперечина навесной рамы.
Рисунок 2: Вид сверху
- Нижний продольный рычаг.
- Дюбель как ось поворота.
- Стопор со скосом для навесной рамы, который вставляется в паз.
- Стопор изготавливается из бруса размером 40 × 15 мм.
- Рамка крышки.
- Столешница центральной части.
- Вращающаяся опора.
- Поперечно.
- Пробка под центром края крышки.
Первая складывается размером 90х30 см. В пространстве между двумя навесными чехлами даже можно найти место для хранения складных стульев.
Ссылка по теме: Необычный стол-поднос своими руками — фото и чертежи, ход работ.
Второй вариант — с одной откидной крышкой, габаритные размеры 90х95 см: есть место для троих.
Рисунок 3: ДЕТАЛИ САМОРАЗДЕЛЕННОЙ ТАБЛИЦЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Установленная центральная часть столешницы.
Длина крышки 650 мм, ширина крышки 900 мм.
Верхняя продольная центральная часть центральной части 75х25х795 мм соединена с ножками дюбелями.
Дюбеля фиксируют соединение каркаса с верхом центральной части.
Складная рама с длиной ножки 690 мм, двумя поперечинами и поворотной опорой. Все соединения выполняются на деревянных дюбелях и дополнительно приклеиваются.
Нижний продольный рычаг спереди имеет выемку, в которую может входить ножка навесной рамы.
Ножка в центральной части размером 30x50x690 мм, соединена деревянными дюбелями с верхним и нижним продольным стволом.
Стойка нижняя поперечная размером 75x25x210 мм, соединенная с ножками шипом.
Стойка верхняя поперечная размером 75х25х210 мм, соединенная с ножками шипом.
Чертеж 4: КОНСТРУКЦИЯ РАМКИ
- Шип в поперечном стержне.
- Желоб в ноге.
- Продольный ствол соединяется со стопой с помощью деревянных дюбелей.
- Связи продольного плеча с ногой.
- Паз под ножку навесной рамы.
- Нижний продольный рычаг с насечкой.
- Складная рама.
Третий вариант — полностью раскладывающийся стол размером 90х160 см, за которым может собраться до шести человек.
Чертеж 5: КОНСТРУКЦИЯ НАПОЛЬНОЙ КАРКАСЫ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СТОЛБА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ.
Ригели длиной 645 мм.
Длина ножки 690 мм.
Длина подставки 535 мм.
Канавка и шип в качестве упора.
- 6-миллиметровый дюбель длиной 30 мм в качестве оси поворота навесной рамы.
- Соединение на дюбелях.
- Углубление в основании навесной рамы.
- Стержень длиной 30 мм вставляется в отверстие глубиной 40 мм в навесной раме. Дюбель входит в отверстие глубиной 15 мм в нижней продольной складке.
Такой стол-трансформер — идеальное решение не только для небольших жилых помещений, но и в достаточно большом помещении будет вполне уместно.
Ведь громоздкий стационарный обеденный стол, который собирают раз в неделю, существенно ограничивает свободу передвижения.
Рисунок 6: СОЗДАНИЕ ТРЕХ ИНСТРУМЕНТОВ
раздел
1. Блок рамки 75 × 25 мм, на внутренней стороне которого имеется фальц шириной 8 мм. Глубина сгиба должна быть такой, чтобы доски находились в одной плоскости с поверхностью каркаса.
2. Доски соединены языком.
2b. Фанера толщиной 8 мм.
3. Петля закреплена латунными винтами.
4. Вырежьте изнутри столешницу.
СТРОИТЕЛЬСТВО ИНСТРУМЕНТОВ
5. Продольная часть рамы приклеивается и соединяется дюбелями с верхним продольным рычагом рамы центральной части стола.
6. Столешница центральной части стола состоит из двух досок.
7. 8-миллиметровая фанера вставлена в раму сгиба.
8. Доски вставляются в рамы обеих столешниц под углом 45 °. Их плотно склеивают, приклеивают к листу фанеры и дополнительно скрепляют шпильками.
9. Фанера.
10. Рама с фальцем по периметру изнутри.
11. Габариты фанерного листа — 766 × 516 мм.
12. Узкая грань рамки центральной части стола.
ПОРЯДОК СТАБИЛИЗАЦИИ ДЕТАЛЕЙ МАСТЕРСКОЙ
13. Доски в двух буфетах расположены под углом 90 ° друг к другу.
14.
Залить поверхность. габаритами 750 × 500 мм требуется 11 штук доски
15. Готовый собранный стол тщательно шлифуют, удаляя шлифовальную пыль. Затем для отделки нанесите бесцветный мебельный воск или бесцветный защитный лазурь.
Фото 2. Готовая форма самодельного раскладного стола-трансформера
| Перечень деталей, необходимых для изготовления раскладного стола своими руками | |
| Каркас центральной части | |
| 4 ножки | 30x50x690 мм |
| 2 хомут продольные верхние | 75x25x795 мм |
| 2 скобы верхних поперечных | 75x25x210 мм |
| 2 нижних продольных уплотнения | 30x50x795 мм |
| 2 нижние поперечные траверсы | 30x50x210 мм |
| Складные опорные рамы | |
| 2 ножки | 30x50x690 мм |
| 2 стойки | 30x50x535 мм |
| 4 поперечины | 30x50x645 мм |
| Столешницы | |
| 6 рамных деталей | 75x25x900 мм |
| 4 детали рамы | 75x25x650 мм |
| 2 детали рамы | 75x25x300 мм |
| 1 лист фанеры | 8x766x166 мм |
| 2 листа фанеры | 8x766x516 мм |
| Экранированная плата | 100 × 10 мм прибл. 12log м |
| Дополнительно: деревянные дюбеля 6 миллиметров, петли 4 мм, клей для дерева, петли на петли латунными шурупами. | |
Чертежи-раскладной самодельный стол своими руками
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРОВ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВЫЕ. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.
Ниже другие записи по теме «Как сделать своими руками — домохозяину!»
..Подписывайтесь на обновления в наших группах и делитесь.
Давай дружить!
Знакомство с трансформатором: как он работает?
Трансформатор используется для преобразования входящего напряжения на месте в правильное напряжение (для погружного двигателя в случае ESP). Выбор трансформатора основан в основном на 4 параметрах:
- Номинальная мощность в кВА (киловольт-ампер),
- Первичное напряжение,
- Вторичное напряжение,
- Расположение смесителей.
Номинальная мощность в кВА для трехфазного трансформатора:
Расчет номинальной мощности в кВА для трехфазного трансформатора основан на информации о напряжении обмотки и силе тока.
Простая формула для расчета номинала трехфазных трансформаторов:
кВА = (√3. В x I) / 1000
См. Сообщение под названием «Как рассчитать требуемую номинальную мощность в кВА для трехфазных трансформаторов?» » Больше подробностей.
Повышающий и понижающий трансформаторы:
Трансформаторы состоят из магнитного тракта (кольца с железным сердечником), заключенного в две катушки.Эти трансформаторы обычно являются изоляционными, не имеющими электрического соединения между двумя катушками.
Одна катушка подключена к входному напряжению переменного тока и называется «» первичной катушкой «. Другая катушка подключена к выходной цепи с сопротивлением нагрузки и называется « вторичная катушка » .
Трансформаторы могут повышать или понижать напряжение. В понижающем трансформаторе : Число витков (N1) первичной обмотки больше, чем число витков (N2) вторичной обмотки.В повышающем трансформаторе количество витков (N2) вторичной катушки больше, чем количество витков (N1) первичной обмотки.
Коэффициент трансформации трансформатора:
Отношение числа витков (N2 / N1) во вторичной обмотке к числу витков в первичной обмотке (если не учитывать поток утечки) является характеристикой трансформатора, получившей название Transformation Ratio (K) . Коэффициент трансформации также равен отношению вторичного напряжения к первичному.
- Если N2> N1, то есть K> 1, то трансформатор называется повышающим трансформатором (V2> V1).
- Если N2
Ключевые компоненты трансформатора:
На внешней стороне трансформатора есть несколько внешних компонентов: некоторые помогают поддерживать хорошую рабочую температуру, некоторые помогают повысить безопасность в случае аварии, а некоторые используются для мониторинга.
- Ребра радиатора помогают охлаждать масло.
- Резервуар-расширитель позволяет маслу расширяться и сжиматься при нагревании и охлаждении.
- Взрывоотводчик защищает трансформатор в случае серьезной неисправности.
- Втулки изолируют проводники внутри корпуса.
- Устройство смены ленты подходит для точного изменения напряжения.
- Реле Бухгольца обнаруживает присутствие газа, вызванное ухудшением качества масла и / или быстрым увеличением давления масла.
Внутри корпуса трансформатора находятся три реальных трансформатора напряжения, по одному на каждую фазу. Каждый трансформатор представляет собой многослойный стальной сердечник, окруженный двумя разными слоями проволочных обмоток.
Давайте посмотрим, как работает понижающий трансформатор , ток в трансформатор поступает через проводник, который присоединяется к обмоткам высокого напряжения. Это индуцирует магнитный поток в железном сердечнике. Этот поток индуцирует ток в обмотках низкого напряжения.
Повлияет ли понижающий трансформатор на работу HiFi ??
Давайте разберемся с основами.Электричество — это поток электронов в проводе. «Напряжение» — это мера того, насколько сильно электроны прижимаются, чтобы пройти — это как давление воды в трубе или как сила вращения в колесах нашей машины. «Ток», измеряемый в амперах, является мерой того, насколько быстро движутся электроны — это как поток в галлонах в минуту в трубе или скорость вращения шин в нашей машине в футах в минуту.Общая мощность, подаваемая в электрическую цепь, измеряется в ваттах, которые представляют собой просто вольты, умноженные на токи; Таким же образом, общая мощность, передаваемая автомобилем в нашем примере, представляет собой количество вращательной силы, передаваемой колесами, умноженную на скорость вращения. Количество ватт может представлять собой очень высокое напряжение при относительно низком токе (такое, как мы видим в высоковольтных линиях электропередач) или низкое напряжение при очень высоком токе (например, мы видим, когда автомобильный аккумулятор на 12 В выдает сотни ампер). в стартер).
Давайте добавим ко всему этому новое измерение. Этот параметр называется «частота». В отличие от постоянного тока (DC), который все время течет в одном направлении, переменный ток изменяет направление (представленное как + ve и -ve) с заранее определенной частотой циклов в секунду. В США это 60 циклов в секунду или 60 Гц. В Индии скорость потока составляет 50 циклов в секунду или 50 Гц.
Как это влияет на нас? Большинство оборудования переменного тока, такого как ламповые лампы, нагреватели и двигатели, были разработаны для работы с этими циклами.Знаете ли вы, что лампочка мигает (загорается и гаснет) с той же частотой, что и переменный ток?
Что это значит для меня? Что ж, если вы возьмете двигатель американского производства, рассчитанный на 60 Гц, и запустите его в Индии при 110 вольт, но при 50 Гц, он просто не будет даже вращаться или, в лучшем случае, будет вращаться хаотично.
Понижающие трансформаторы, как и любой трансформатор, обычно имеют КПД около 96%. Они никогда не могут быть эффективными на 100%, так как в обмотках происходит потеря энергии и тока. Но загвоздка в том, что большинство понижающих трансформаторов не заботятся о частоте.Итак, если вы возьмете понижающий трансформатор и преобразуете 230 вольт в 110, вы получите 110 вольт, но при 50 Гц.
Теперь мы подошли к самому лучшему. Ваше аудиооборудование не должно пострадать? Зачем. Просто потому, что вся аудиотехника работает на постоянном токе. Источники питания внутри аудиооборудования содержат ТРАНСФОРМАТОР, который преобразует сетевое питание переменного тока в безопасное низкое напряжение переменного тока. Затем переменный ток преобразуется в постоянный ток с помощью мостового выпрямителя, но на выходе изменяется постоянный ток, что не подходит для электронных схем.Итак, следующий шаг — СНИЖЕНИЕ напряжения. Это выполняется с помощью большого электролитического КОНДЕНСАТОРА, подключенного к источнику постоянного тока, который действует как резервуар, подающий ток на выход, когда изменяющееся напряжение постоянного тока от выпрямителя падает. Даже при этом будет подаваться только постоянный ток с небольшими колебаниями напряжения, которые еще нельзя подать на электронные схемы. Итак, последний шаг — РЕГУЛЯТОР. Обычно это ИС, состоящая из стабилизатора стабилитрона и резисторов. Независимо от того, какое напряжение подается на диод, он всегда выдает постоянное напряжение, которое может подаваться на электронные схемы.
В идеале вы должны попытаться получить оборудование, которое может принимать как 110, так и 230 вольт при 60 и 50 Гц соответственно. Таким образом, вы избавитесь от необходимости вводить еще один шаг в подаче питания на аудиооборудование. Например, буквально любое зарядное устройство для мобильного телефона можно использовать во всем мире без каких-либо проблем, поскольку оно может переключаться между 230 и 110 вольт. Обычно они оцениваются как 100–240 ~ с частотами от 50 до 60 Гц.
Поскольку оборудование HiFi выполняет внутреннее преобразование из переменного тока в постоянный и из высокого напряжения, такого как 110/240, примерно до 5–25 вольт, большая часть оборудования может сама по себе хорошо работать при умеренно изменяющихся входных напряжениях (колебания напряжения).Поэтому, если вы установите понижающий трансформатор между источником питания и оборудованием, это не должно иметь большого значения для оборудования. Если частота не регулируется должным образом, это может повлиять на очень чувствительные части, такие как двигатели постоянного тока (в проигрывателе компакт-дисков). Здесь важную роль играет PSRR источника питания оборудования.
Почему тогда мы говорим о стабилизаторах и ИБП? Большая часть оборудования, производимого в США, Европе и других развитых странах, зависит от стабильного источника питания, который выполняет две функции: ОДНО, они обеспечивают бесперебойное питание; и ДВА имеют очень низкие колебания, обычно +/- 5 вольт.В Индии, к сожалению, электроснабжение очень нестабильно, и напряжение падает из-за отключения электроэнергии потребителями. Например, предположим, что рядом с вашим домом проходит мела или политическая программа. Это будет потреблять огромное количество тока от вашего источника питания, хотя и на короткое время. Когда это произойдет, источник питания в вашем доме будет подвержен сильному падению напряжения, так как EB не сможет компенсировать дополнительную нагрузку. Кроме того, временами из-за низкой производительности (по сравнению со спросом) EB сочтет нужным представить вам отключение электроэнергии.
Понижающий трансформатор, на который подается нестабильный источник питания, в свою очередь, будет подавать нестабильное напряжение на источник питания аудиооборудования. Это повлияет на способность источника питания генерировать постоянное напряжение постоянного тока, что иногда приводит к сгоранию предохранителя или сгоранию всего источника питания.
Еще один важный фактор, который следует понимать и для которого необходимо учитывать, — хорошее заземление. Многие американские и европейские устройства заземлены на корпус оборудования. При прикосновении к живому оборудованию вы можете получить легкий шок.Во-вторых, статическое электричество, создаваемое оборудованием, не заземленным должным образом, может создавать электромагнитные волны, которые могут повлиять на расположенное рядом оборудование. На телевидении это обычно проявляется в виде линий шума, движущихся по экрану под углом 45 градусов и более. Устранить эту проблему поможет хорошее заземление и сетевые фильтры.
Ниже я показываю интересную статью из американского журнала The Audio Critic. В их 26-м выпуске была статья о 10 самых больших заблуждениях в аудиоиндустрии.
8-я самая большая ложь в аудио
The Power Conditioner Lie
Практически все, что нужно сказать по этому поводу, было сказано Bryston в руководствах по эксплуатации:
«Все усилители Bryston содержат высококачественные Специальная схема в источниках питания для подавления RF, скачков напряжения в линии и других проблем с линией питания. Усилители мощности Bryston не требуют специальных кондиционеров линии питания. Подключайте усилитель непосредственно к собственной розетке.»
Что они не говорят, так это то, что то же самое верно, более или менее, для всех хорошо спроектированных усилителей. Возможно, они не все равны Brystons в регулировании и PSRR (*), но если они хороши их можно подключить непосредственно к розетке. Если вы можете позволить себе модный кондиционер питания, вы также можете позволить себе хорошо спроектированный усилитель, и в этом случае модный кондиционер питания не понадобится. Он вам абсолютно ничего не даст. ( Обратите внимание, что речь не идет о удлинителях с защитой от перенапряжения для компьютерного оборудования.Они стоят намного меньше, чем волшебный ящик Tice Audio, а компьютеры с их периферийными устройствами электрически более уязвимы, чем приличное аудиооборудование.)
Самая большая и самая глупая ложь из них всех насчет «чистого» питания заключается в том, что вам нужен специально разработанный дорогой шнур для получения наилучшего звука. Любой сетевой шнур, рассчитанный на работу с домашним переменным напряжением и током, будет работать так же, как и любой другой. Шнуры сверхвысокого класса — это мошенничество. Ваши аудиосхемы не знают и не заботятся о том, что находится на стороне переменного тока силового трансформатора.Все, что их интересует, — это необходимое им постоянное напряжение. Думаю об этом. Вашему автомобилю нужен шланг, которым вы залили бак?
(*) Коэффициент подавления пульсаций источника питания (PSRR) — это мера того, насколько хорошо схема подавляет пульсации, исходящие от входного источника питания на различных частотах, и очень важна для многих радиочастотных и беспроводных приложений. В случае линейного регулятора напряжения постоянного тока (LDO) это мера пульсации на выходе по сравнению с пульсацией на входе в широком диапазоне частот (обычно от 10 Гц до 10 МГц) и выражается в децибелах (дБ).
Руководство коллекционера игрушек Трансформеры | Transformerland.com
Трансформеры — бренд игрушек, который стал таким же неизгладимым в поп-культуре и умах мальчиков, как «Звездные войны» или «Джи-Ай». Джо. Созданные в 80-х годах, уходящие корнями в 70-е годы и подвергающиеся значительным культурным изменениям в каждое последующее десятилетие, Трансформеры стали актуальными для поколений детей и взрослых.
История успеха «Трансформеры» началась в новой волне 1980-х годов: игрушки — это персонажи обширной и захватывающей фантастики, рассказанной в комиксах, книгах, мультфильмах и фильмах.Это дало реальный импульс «собрать их все» — чем больше игрушек у вас есть, тем больше вымыслов вы сможете воспроизвести в воображаемых битвах в гостиной.
Руководители Hasbro высоко оценивают возрождение компании G.I. Джо, используя ту же маркетинговую концепцию, решил приобрести права на игрушки из разнообразной японской серии «Супер Робот». Трансформеры не представили концепцию супер роботов в Соединенных Штатах, но впервые этот жанр стал широко признанным и популярным за пределами Японии.По мере того, как бренд Трансформеров рос в G1, он начал определять жанр, и все другие супер роботы были оценены в соответствии со стандартами Трансформеров.
К 90-м годам этот жанр начал угасать, и умы мальчиков обратились к более мощным боевикам, часто сосредоточенным вокруг мутантов, монстров и карате. Hasbro увидела потенциал в тлеющих углях бренда Transformers и передала его недавно приобретенной дочерней компании Kenner для быстрого старта. Кеннер отбросил все старые правила и изобрел серию Трансформеров, которые были более позируемыми, более функциональными и более захватывающими.Опираясь на высокотехнологичный компьютерный мультфильм, Beast Wars перевернули бренд, сделав «Трансформеры» снова бестселлером.
К началу 2000-х годов сюжетные линии японского аниме вышли на первый план по мере роста японской молодежной культуры в США. Многие из этих серий были сосредоточены на общих чертах или «уловках», таких как ключи для разблокировки особых способностей или функций действий.
Однако брэнду еще предстояло самое большое оживление. В 2007 году Paramount Pictures выпустила высокобюджетный боевик.Хотя многие давние фанаты возмущались изменениями в стиле и сюжете, которые привнесла в фильм, он показал невероятные кассовые сборы и вывел бренд на всеобщее обозрение во всем мире. Теперь все узнали концепцию инопланетных роботов, замаскированных под автомобили, и все связали эту концепцию с названием: Трансформеры.
С тех пор бренд исследовал множество стилей и тем, но с 2007 года по-прежнему доминирует выпуск трех сиквелов фильма.
Повышающий, понижающий и развязывающий трансформаторы
1 Повышающие, понижающие и развязывающие трансформаторы Этот рабочий лист и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите или отправьте письмо по адресу Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA.Условия данной лицензии разрешают свободное копирование, распространение и / или изменение всех лицензионных произведений широкой публикой. Ресурсы и методы для изучения этих предметов (перечислите несколько здесь, чтобы подготовиться к вашему исследованию): 1
2 Вопрос 1 Вопросы Если катушка изолированного провода намотана вокруг железного сердечника, образуется индуктивность.Даже если у провода есть незначительное сопротивление, ток через катушку от источника переменного тока будет ограничен индуктивным реактивным сопротивлением (XL) катушки, поскольку магнитный поток в железном сердечнике колеблется назад и вперед, вызывая противоэдс: Железная катушка Постройте кривую мгновенного магнитного потока (φ) в железном сердечнике, соответствующую мгновенному приложенному напряжению (v), показанному на этом графике: φ = ??? v Файл времени
3 Вопрос 2 Если мы запитаем катушку индуктора осциллирующим (переменным) напряжением, мы создадим колебательный магнитный поток в сердечнике индуктора: Колебательный ток Осциллирующий поток Если мы намотаем вторую катушку провода вокруг того же магнитопровода, что и магнитопровод, с первой катушкой (индуктором) мы настраиваем ситуацию, когда существует взаимная индуктивность: изменение тока через одну катушку индуцирует напряжение в другой, и наоборот.Это, очевидно, приведет к наведению переменного напряжения во второй проволочной катушке: Осциллирующий ток Колеблющийся поток Индуцированное напряжение Какое название дано такому устройству с двумя катушками, имеющими общий магнитный поток? Кроме того, постройте кривую магнитного потока и форму вторичного (индуцированного) напряжения на том же графике, что и форму волны первичного (приложенного) напряжения: v s = ??? φ = ??? v p Файл времени
4 Вопрос 3 Предположим, что 1200 витков медной проволоки намотаны вокруг одной части железного обруча, а 3000 витков проволоки намотаны вокруг другой части того же обруча.Если на катушку с 1200 витками подается напряжение 15 В переменного тока (RMS), какое напряжение появится между концами катушки с 3000 витками? файл Вопрос 4 Рассчитайте выходное напряжение вторичной обмотки трансформатора, если первичное напряжение составляет 35 вольт, вторичная обмотка имеет 4500 витков, а первичная обмотка имеет 355 витков. V вторичный = файл Вопрос 5 Рассчитайте выходное напряжение вторичной обмотки трансформатора, если первичное напряжение составляет 230 вольт, вторичная обмотка имеет 290 витков, а первичная обмотка имеет 1120 витков.V вторичный = файл Вопрос 6 Объясните, чем конструкция понижающего трансформатора отличается от конструкции повышающего трансформатора. файл Вопрос 7 Объясните, чем конструкция изолирующего трансформатора отличается от конструкции повышающего или понижающего трансформатора. Файл Вопрос 8 Предскажите, как все компоненты напряжения и токи в этой цепи будут затронуты в результате следующих неисправностей. Рассматривайте каждую неисправность независимо (т. Е. По одной, без множественных неисправностей): Предохранитель T 1 V 1 Нагрузка Первичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя: Первичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя закорочена: Вторичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя: Нагрузка не замкнута: Для каждого из этих условий объясните, почему возникнут результирующие эффекты.файл
5 Вопрос 9 Что-то вышло из строя в этой цепи, потому что лампочка не загорается, когда переключатель замкнут: 120 В 15 В ВЫКЛ ВКЛ Какой тип (-ов) неисправности (-ей) трансформатора может вызвать подобную проблему, и как можно проверить с помощью мультиметра? файл
6 Вопрос 10 В показанной здесь схеме есть проблема: лампа не загорается, хотя известно, что источник переменного тока исправен.Вы знаете, что раньше схема работала нормально, поэтому она спроектирована правильно. Что-то в нем вышло из строя: TP1 Переключатель TP2 TP5 TP6 Лампа 115 В переменного тока TP3 TP4 TP7 TP8 Определите неисправность одного компонента или провода, которая может быть причиной того, что лампа не горит, и опишите, как вы будете использовать испытательное оборудование для проверки этой неисправности. Один неисправный провод или компонент в цепи, который, возможно, может объяснить проблему, а также тип неисправности (обрыв или короткое замыкание), о котором вы подозреваете. Определите тип тестового измерения, которое вы будете проводить в этой цепи, и где вы бы его проводили (определите тестовые точки, между которыми вы бы измерили), чтобы проверить предполагаемую неисправность.файл Вопрос 11 Предположим, что понижающий трансформатор выходит из строя из-за случайного короткого замыкания на вторичной (нагрузочной) стороне цепи: Случайное короткое замыкание на источник переменного тока Нагрузка То, что трансформатор действительно вышел из строя в результате короткого замыкания, не имеет Сомневаюсь: незадолго до того, как ток в цепи прекратился, из него был виден дым. Техник снимает сгоревший трансформатор и быстро проверяет целостность обеих обмоток, чтобы убедиться, что он не разомкнулся. Она обнаруживает, что первичная обмотка разомкнута, но вторичная обмотка все еще непрерывна.Озадаченная этим открытием, она просит вас объяснить, как первичная обмотка могла выйти из строя, в то время как вторичная обмотка все еще не повреждена, если действительно короткое замыкание произошло на вторичной стороне цепи. Что бы вы сказали? Как это возможно, что неисправность на одной стороне трансформатора привела к повреждению другой стороны? файл
7 Вопрос 12 Двигатель переменного тока получает пониженное напряжение через понижающий трансформатор, поэтому он может нормально работать от источника 277 В: TP1 SW 1 SW Предохранитель 2 TP3 TP4 TP5 TP2 V источник 277 В 115 В Mtr Gnd После многих лет проблем- свободная работа, что-то не получается.Теперь двигатель отказывается работать, когда оба переключателя замкнуты. Техник выполняет четыре измерения напряжения между следующими контрольными точками, когда оба переключателя находятся в положении «включено»: Шаг Измерение 1 В TP2 Gnd = 277 В 2 В TP3 Gnd = 277 В 3 В TP5 Gnd = 0 В 4 В TP4 Gnd = 0 В Завершено В этой расширенной таблице шаги технического специалиста выполняются в том же порядке, в котором проводились измерения напряжения, с пометкой состояния каждого компонента как O (возможно, разомкнут), S (возможно, закорочено) или OK (заведомо исправно).Первая строка таблицы должна содержать множество возможных меток неисправностей (потому что при небольшом количестве данных есть много возможностей), но по мере выполнения большего количества измерений вы сможете ограничить возможности. Предположим, что неисправен только один компонент. Шаг Измерение SW 1 Предохранитель Первичный Вторичный SW 2 Двигатель 1 В TP2 Gnd = 277 В 2 В TP3 Gnd = 277 В 3 В TP5 Gnd = 0 В 4 В TP4 Gnd = 0 В файл
8 Вопрос 13 Если разделительный трансформатор (трансформатор с одинаковым числом витков в первичной и вторичной обмотках) подключен между источником переменного тока и нагрузкой переменного тока, мы будем измерять одинаковое напряжение и одинаковый ток как на источнике, так и на нагрузке. клеммы: 3.5 А А А 3,5 А В 120 В переменного тока 120 В переменного тока Если мы рассчитаем выходную мощность источника и мощность, рассеиваемую нагрузкой, значение будет одинаковым: 420 Вт (P = IV). Теперь предположим, что мы анализируем схему, содержащую повышающий трансформатор (у которого больше витков провода во вторичной катушке, чем в первичной катушке). С повышающим трансформатором напряжение нагрузки будет больше, чем напряжение питания. В этом примере я показываю повышающий трансформатор с соотношением ступеней 1: 2: 10 AA 1: 2 AVV 120 В переменного тока 240 В переменного тока Предполагая, что сопротивление нагрузки полностью отличается от сопротивления первой цепи (изолирующего трансформатора), что вы можете сделать вывод о ток нагрузки и мощность (как источника, так и нагрузки) в этой цепи? Ток нагрузки меньше тока источника? Ток нагрузки больше, чем ток источника? Мощность нагрузки больше мощности источника? Объясни свои ответы.файл Вопрос 14 Рассчитайте ток нагрузки и напряжение нагрузки в этой цепи трансформатора: Нагрузка 2390 витков 710 витков 28 В переменного тока 350 Ом I нагрузка = В нагрузка = файл
9 Вопрос 15 Рассчитайте ток источника и ток нагрузки в этой цепи трансформатора: Нагрузка 1400 витков 3610 витков 110 В переменного тока 3,9 кОм I источник = I нагрузка = файл Вопрос 16 Рассчитайте все перечисленные значения для этой схемы трансформатора: 48 В переменного тока витков 4000 витков R нагрузка 150 Ом В первичная = В вторичная = I первичная = I вторичная = Объясните, является ли это повышающим, понижающим или изолирующим трансформатором, а также объясните, чем отличается первичная обмотка от вторичной обмотки в любом трансформаторе.файл
10 Вопрос 17 Рассчитайте все перечисленные значения для этой цепи трансформатора: R нагрузка 1,5 кОм витков 4000 витков 3,7 В переменного тока V первичная = V вторичная = I первичная = I вторичная = Объясните, является ли это повышающим, понижающим или развязывающим трансформатором , а также объясним, чем отличается первичная обмотка от вторичной в любом трансформаторе. файл Вопрос 18 Рассчитайте количество витков, необходимое во вторичной обмотке трансформатора для преобразования первичного напряжения 300 вольт во вторичное напряжение 180 вольт, если первичная обмотка имеет 1150 витков провода.N вторичный = файл Вопрос 19 В типичном повышающем или понижающем трансформаторе для обмотки более высокого напряжения обычно используется провод более тонкого сечения, чем для обмотки более низкого напряжения. Объясните, почему это так. файл Вопрос 20 Механик ходит в школу и изучает электрические цепи переменного тока. Узнав о повышающих и понижающих трансформаторах, он замечает, что трансформаторы действуют как электрические версии шестерен с разными передаточными числами. Что механик подразумевает под этим утверждением? Что такое передаточное число и является ли это точной аналогией для трансформатора? файл Вопрос 21 При расчете мощности в цепях трансформатора, как соотносятся мощности первичной и вторичной цепи (P первичная = V первичная I первичная и P вторичная = V вторичная I вторичная)? Один больше другого? Если да, то какой и почему? файл
11 Вопрос 22 Объясните, как этот специальный трансформатор может управлять мощностью, подаваемой на лампочку: Какие преимущества могут быть в использовании трансформатора для управления мощностью переменного тока по сравнению с переменным резистором? Примечание: устройство аналогичного типа называется Variac и обладает теми же преимуществами управления мощностью переменного тока, что и переменный трансформатор, показанный в вопросе.файл Вопрос 23 В этой схеме трансформатора переменного напряжения входное напряжение (120 В переменного тока) переключается на разные ответвления на первичной обмотке трансформатора для создания разных коэффициентов понижения. 120 В переменного тока Несмотря на то, что можно отводить вторичную обмотку трансформатора для получения другого выходного напряжения вместо первичного, есть веская причина для размещения переключателя на первичной стороне цепи. Определите эту практическую причину. файл
12 Вопрос 24 Предположим, энергосистема подает переменный ток на резистивную нагрузку, потребляющую 150 А: I = 150 А, R провод = 0.1 Ом Источник переменного напряжения нагрузки 240 В переменного тока R провод = 0,1 Ом Рассчитайте напряжение нагрузки, рассеиваемую мощность нагрузки, мощность, рассеиваемую сопротивлением провода (провод R), и общую эффективность мощности (η = P нагрузка P источника). E load = P load = P lines = η = Теперь предположим, что мы должны были использовать пару идеально эффективных трансформаторов 10: 1 для повышения напряжения для передачи и снова понижения для использования на нагрузке. Пересчитайте напряжение нагрузки, мощность нагрузки, потерянную мощность и общую эффективность этой системы: R wire = 0.1 Ом I = 150 А Нагрузка 2400 В переменного тока Источник переменного тока 240 В переменного тока R провод = 0,1 Ом E нагрузка = P нагрузка = P линии = η = файл Вопрос 25 Объясните, почему трансформаторы широко используются в системах распределения электроэнергии на большие расстояния. Какие преимущества они дают энергосистеме? файл
13 Вопрос 26 Считаются ли трансформаторы, соединяющие генераторы электростанции с высоковольтными линиями электропередач повышающими или понижающими? Поясните свой ответ.файл Вопрос 27 Предположим, вам нужно запитать нагревательный элемент на 120 вольт, 600 ватт от источника 240 вольт. У вас под рукой есть несколько понижающих трансформаторов 240 В / 120 В, но каждый рассчитан только на 400 ВА. Нарисуйте принципиальную схему, показывающую, как можно использовать несколько трансформаторов для согласования нагрузки 120 В с источником 240 В. файл
14 Вопрос 28 Промышленные силовые трансформаторы управления используются для понижения 480 или 240 вольт до уровня, более приемлемого для схем релейного управления: обычно 120 вольт.Некоторые управляющие силовые трансформаторы имеют несколько первичных обмоток для облегчения подключения к источнику переменного тока на 480 или 240 вольт: первичный h2 h4 h3 h5 X1 X2 120 вторичный Такие трансформаторы обычно рекламируются как имеющие первичные обмотки, символ представляет две независимые обмотки с четырьмя точками подключения (от h2 до h5). Покажите соединения на четырех клеммах H, необходимых для работы на 240 В, а также для работы на 480 В, на следующих иллюстрациях: 240 В переменного тока 480 В переменного тока h2 h4 h3 h5 h2 h4 h3 h5 X1 X2 X1 X2 120 В переменного тока 120 В переменного тока файл
15 Вопрос 29 Паяльный пистолет — это инструмент, используемый для быстрого нагрева электрических соединений для пайки.Слишком громоздкий для приложений с печатными платами (PCB), он лучше подходит для проводки точка-точка, где большие провода должны быть присоединены к металлическим наконечникам и другим проводам. Помимо того, что это полезный паяльный инструмент, это устройство также является отличным примером понижающего трансформатора. Объясните, как в конструкции паяльника используется понижающий трансформатор (с очень большим передаточным числом!) Для создания высоких температур на жало паяльника. файл Вопрос 30 Катушка зажигания автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине, является примером трансформатора, хотя он не питается от переменного тока.Объясните, как трансформатор может работать от электричества, отличного от переменного тока: Выключатель зажигания Свеча зажигания «Катушка» 12 В постоянного тока Кулачок «Точки» Заземление шасси Файл
16 Вопрос 31 Шунтирующие резисторы обычно используются для измерения тока в силовых цепях, вызывая небольшое падение напряжения, прямо пропорциональное току в цепи. Они особенно полезны для измерения сложных форм колебаний тока в цепях переменного тока, поскольку они совершенно не искажают форму сигнала.Предположим, вы хотите измерить форму волны тока в этой силовой цепи с помощью осциллографа для измерения напряжения, падающего на шунтирующем резисторе: Разъем питания ОСЦИЛЛОСКОП вертикальный YV / дел DC GND Временная развертка переменного тока с / дел X DC GND AC R шунт 120 В AC Нагрузка вы подключаете осциллограф к силовой цепи, как показано, могут произойти очень плохие вещи, например, плавление заземляющего зажима осциллографа с большим количеством искр! После замены поврежденного узла пробника и длительного перерыва, чтобы успокоить нервы, опытный техник предлагает подключить шнур питания осциллографа к изолирующему трансформатору, чтобы избежать этой проблемы в будущем.Объясните, что такое изолирующий трансформатор, почему он предотвращает проблему короткого замыкания, возникающую в этой цепи, и какие меры предосторожности необходимо соблюдать при его использовании. файл
17 Вопрос 32 Здесь показана принципиальная схема трансформатора, питающего резистивную нагрузку, в точный момент времени, когда напряжение первичной обмотки достигает своего положительного (+) пика: В этот момент времени Определите полярность напряжения на нагрузочный резистор в этот точный момент времени, а также направление тока в каждой из обмоток.файл
18 Вопрос 33 Ethernet — популярный стандарт связи для многих цифровых устройств, включая персональные компьютеры. Первоначально Ethernet задумывался как сетевой стандарт для передачи только цифровых данных без питания. Однако в последующие годы модернизация до стандарта позволила передавать мощность постоянного тока по тем же парам проводов. Стандарт IEEE 802.3af является одним из примеров стандарта Power-over-Ethernet.Здесь показана схема, показывающая, как два устройства Ethernet подключаются друг к другу с помощью кабеля витой пары категории 5 (Cat 5) без передачи питания постоянного тока по кабелю: Разъем RJ-45 Разъем RJ-45 Устройство 1 Устройство 2 Кабель Cat 5 Передача Прием потока данных Поток данных Прием Передача Цифровые данные состоят из импульсов напряжения во времени (по сути, переменного тока), передаваемых между двумя устройствами через два набора проводов витой пары. На следующей схеме показан стандарт 802.3af, позволяющий передавать как питание постоянного тока, так и цифровые данные по одним и тем же парам проводов.Обратите внимание на использование трансформаторов на каждом устройстве: Устройство 1 Устройство 2 (источник питания) (нагрузка) Передача Прием Прием Передача питания постоянного тока Объясните, какие функции трансформаторы выполняют в этой системе и как они позволяют току постоянного тока проходить через провод пары от источника к нагрузке, не мешая сигналам данных Ethernet, которые являются переменным током. файл
19 Вопрос 34 Найдите одного или двух настоящих трансформеров и возьмите их с собой в класс для обсуждения.Перед обсуждением укажите как можно больше информации о ваших трансформаторах: Коэффициент (я) обмоток Сопротивление обмоток Номинальное напряжение каждой обмотки Номинальный ток каждой обмотки Номинальная частота Применение (мощность, сигнал, звук и т. Д.) Тип (железный сердечник, воздух) core и т. д.) файл
20 Ответ 1 Ответы v φ Время Ответ 2 Это устройство называется трансформатором. v s v p φ Время Примечание: относительные амплитуды v p и v s произвольны.Я нарисовал их с разной амплитудой для удобства читателя: чтобы две формы волны не полностью перекрывались и не становились неотличимыми друг от друга. Ответить вольт переменного тока, среднеквадратичное значение. Ответ 4 В вторичный = вольт Ответ 5 В вторичный = 59,6 В Ответ 6 У понижающих трансформаторов меньше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки, а у повышающих трансформаторов больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки. Ответ 7 У понижающих трансформаторов меньше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки, а у повышающих трансформаторов больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки.Изолирующие трансформаторы имеют одинаковые витки в обеих обмотках. 20
21 Ответ 8 Первичная обмотка трансформатора Т 1 выходит из строя: нет тока через какой-либо компонент, нет напряжения на любом компоненте вторичной стороны. Первичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя: большой ток через предохранитель (который приведет к его срабатыванию), слабый ток через вторичную обмотку или нагрузку, небольшое напряжение на вторичной обмотке или нагрузке.Вторичная обмотка трансформатора T 1 выходит из строя: нет тока через какие-либо компоненты вторичной обмотки, нет напряжения на каких-либо компонентах вторичной обмотки, небольшой ток через первичную обмотку. Короткое замыкание нагрузки: большой ток через предохранитель (который приведет к его срабатыванию), большой ток через вторичную обмотку и нагрузку, небольшое напряжение на вторичной обмотке или нагрузке. Ответ 9 Самым распространенным видом неисправности трансформатора, вызывающим подобную проблему, является обрыв обмотки. Это очень легко проверить с помощью мультиметра (я позволю вам ответить на эту часть вопроса!).Ответ 10 Здесь есть несколько возможностей, поэтому я оставляю это на ваше усмотрение! Ответ 11 Короткое замыкание приведет к увеличению тока в обеих обмотках трансформатора. Ответ 12 Шаг Измерение SW 1 Предохранитель Первичный Вторичный SW 2 Двигатель 1 В TP2 Gnd = 277 В OK OOOOO 2 В TP3 Gnd = 277 В OK OK OOOO 3 В TP5 Gnd = 0 В OK OK OOO OK 4 В TP4 Gnd = 0 В OK OK OO OK OK Не удалось открыть первичную или вторичную обмотку! Последующий вопрос: опишите, что вы будете измерять дальше в этой цепи, чтобы определить, первичная или вторичная обмотка вышла из строя.Ответ 13 Основной физический закон, известный как Закон сохранения энергии, говорит вам все, что вам нужно знать о мощности источника и мощности нагрузки! Исходя из этого, вы должны не только качественно определить ток нагрузки в этой цепи, но и рассчитать его с достаточной степенью точности. Ответ 14 I load = ma Ответ 15 I источник = ma V load = V I load = ma 21
22 Ответ 16 V первичный = 48 вольт V вторичный = вольт I первичный = 30,3 ма I вторичный = 98.5 мА Это понижающий трансформатор. Ответ 17 В первичная = 3,7 В В вторичная = 12,0 В I первичная = 26,1 мА I вторичная = 8,02 мА Это повышающий трансформатор. Ответ 18 N вторичная = 690 витков. Ответ 19 Обмотка с более высоким напряжением выдерживает меньший ток, чем обмотка с более низким напряжением. Ответ 20 Подобно тому, как зубчатые колеса с разным числом зубьев преобразуют механическую мощность между разными уровнями скорости и крутящего момента, электрические трансформаторы преобразуют мощность между разными уровнями напряжения и тока.Ответ 21 В идеале P вторичный = P первичный, хотя эта эквивалентность никогда не бывает вполне точной. На практике вторичный P всегда будет немного меньше первичного P. Ответ 22 Этот трансформатор управляет мощностью лампочки, обеспечивая переменное соотношение напряжений между источником и нагрузкой. Ответ 23 Чтобы свести к минимуму силу тока, которую должны выдерживать контакты переключателя. 22
23 Ответ 24 Простая система (без трансформаторов): E нагрузка = 210 вольт P нагрузка = 31.5 кВт P линии = 4,5 кВт η = 87,5% Сложная система (с трансформаторами): E нагрузка = вольт P нагрузка = кВт P линии = 45 Вт η = 99,88% Последующий вопрос: можете ли вы подумать о каких-либо недостатках схемы, используя Трансформаторы 10: 1 по сравнению с исходной (бестрансформаторной) системой питания? Ответ 25 Трансформаторы используются для повышения напряжения для эффективной транспортировки на большие расстояния, а также для повторного понижения высокого напряжения в цепях в местах использования. Ответ 26 Они считаются повышенными. Ответ VAC 120 VAC 23
24 Ответ VAC 480 VAC h2 h4 h3 h5 h2 h4 h3 h5 X1 X2 X1 X2 120 VAC 120 VAC Ответ 29 На этот вопрос лучше всего ответить, разобрав и осмотрев настоящий паяльный пистолет.Эти инструменты довольно легко разбирать и собирать, поэтому не стоит беспокоиться о повреждении в результате такого исследования. Хотя это само собой разумеется, никогда не разбирайте электрическое устройство, которое все еще подключено к сети! Ответ 30 Для того, чтобы трансформатор работал, ток первичной обмотки должен быстро изменяться во времени. Не имеет значения, действительно ли это переменный ток или только тот, который пульсирует в том же направлении. Возникающий вопрос: является ли форма волны вторичного напряжения синусоидальной? Почему или почему нет? Ответ 31 Изолирующий трансформатор не увеличивает или не понижает напряжение, а просто обеспечивает электрическую изоляцию между первичной и вторичной обмотками.В данном конкретном случае изолирующий трансформатор, вставленный в цепь питания осциллографа, разрывает цепь, образованную соединением зажима заземления пробника с металлическим шасси осциллографа, которое, в свою очередь, подключается к заземляющему контакту на вилке шнура питания, который подсоединен заземлить для безопасности. Использование развязывающего трансформатора таким образом позволяет избежать проблемы короткого замыкания, но только за счет отсоединения корпуса осциллографа от заземления, что делает его небезопасным для прикосновения !!! Последующий вопрос: определите способ безопасного использования осциллографа для измерения напряжения шунтирующего резистора без использования развязывающего трансформатора.24
25 Ответ Примечание: Показанное направление тока предполагает обозначение «обычного потока», а не обозначение «электронного потока»! Последующий вопрос: обратите внимание на взаимосвязь между направлением тока и полярностью напряжения для каждой из обмоток трансформатора. Что предполагают эти разные отношения относительно потока энергии в цепи? Ответ 33 Проследите за постоянным током от источника к нагрузке, и вы увидите, что в сердечниках трансформатора отсутствует чистый магнитный поток, возникающий из-за постоянного тока, что означает, что трансформаторы не видят постоянный ток для всех практических целей.Ответ 34 Если возможно, найдите спецификацию производителя ваших компонентов (или, по крайней мере, таблицу аналогичного компонента), чтобы обсудить ее с одноклассниками. Будьте готовы подтвердить фактическое сопротивление обмоток ваших трансформаторов в классе с помощью мультиметра! 25
26 Примечания 1 Примечания Существует простая формула (хотя и содержащая производный член), описывающая взаимосвязь между мгновенным потоком (φ) и мгновенным индуцированным напряжением (v). Ваши ученики должны знать, что это такое, и что это нужно применить к этому вопросу! Примечания 2 Спросите своих учеников, как должна быть изготовлена вторичная катушка, чтобы действительно генерировать напряжение, превышающее приложенное (первичное) напряжение катушки.Как насчет создания вторичного напряжения меньше первичного? Примечания 3 Расчеты обмотки трансформатора — это просто упражнение в математических соотношениях. Если ваши ученики не обладают хорошими навыками соотношения, этот вопрос поможет их отточить! Примечания 4 Расчет обмоток трансформатора — это просто упражнение в математических соотношениях. Если ваши ученики не обладают хорошими навыками соотношения, этот вопрос поможет их отточить! Примечания 5 Расчеты обмоток трансформатора — это просто упражнение в математических соотношениях.Если ваши ученики не обладают хорошими навыками соотношения, этот вопрос поможет их отточить! Примечания 6 Попросите своих учеников объяснить взаимосвязь между витками первичной и вторичной обмоток и то, как это влияет на коэффициент преобразования напряжения, основанный на взаимной индуктивности. Примечания 7 Попросите своих учеников объяснить взаимосвязь между витками первичной и вторичной обмоток и то, как это влияет на коэффициент преобразования напряжения, основанный на взаимной индуктивности. Примечания 8 Цель этого вопроса состоит в том, чтобы подойти к области поиска и устранения неисправностей в цепях с точки зрения понимания того, в чем заключается неисправность, а не только с учетом симптомов.Хотя это не обязательно реалистичная перспектива, она помогает студентам получить базовые знания, необходимые для диагностики неисправной цепи на основе эмпирических данных. За такими вопросами (в конечном итоге) должны следовать другие вопросы, предлагающие учащимся определить вероятные неисправности на основе измерений. Примечания 9 Конечно, неисправности в этой цепи, не имеющие отношения к трансформатору, также могут помешать зажиганию лампочки. Если позволяет время, было бы хорошо проанализировать несколько сценариев сбоев со своими учениками, предложив им как можно более эффективно определить источник проблемы.Примечания 10 Конечно, неисправности в этой цепи, не имеющие отношения к трансформатору, также могут помешать зажиганию лампочки. Если позволяет время, было бы хорошо проанализировать несколько сценариев сбоев со своими учениками, предложив им как можно более эффективно определить источник проблемы. 26
27 Примечания 11 Студентам важно понимать, что трансформатор отражает условия нагрузки на вторичной стороне по отношению к первичной, так что источник ощущает нагрузку во всех отношениях.То, что происходит на вторичной (нагрузочной) стороне, действительно будет отражено на первичной (исходной) стороне. Примечания 12 Учащиеся могут спросить, почему мы можем сказать, что второй переключатель и двигатель в порядке после того, как техник измерил 0 вольт перед каждым из них. Конечно, мы знаем, что что-то вышло из строя до точек, где измеряется 0 вольт, но это не говорит нам о исправности компонентов после этих точек! Ответом на этот очень хороший вопрос является предположение, сформулированное в конце вопроса: что мы должны предположить, что неисправен только один компонент в цепи.Если выключатель 2 или двигатель не разомкнут, это все равно не учитывает отсутствие напряжения между TP4 и землей. Закороченный двигатель мог бы, но тогда плавкий предохранитель перегорел бы, в результате чего между TP3 и массой возникло 0 вольт. Итак, мы предполагаем, что двигатель и переключатель 2 в порядке, потому что только какая-то другая неисправность может вызвать измерения, которые мы читаем. Примечания 13 Единственная причина, по которой я не решаюсь сказать студентам, что они могут точно рассчитать ток нагрузки, состоит в том, что не было указано, является ли трансформатор с потерями вообще.Конечно, ни один настоящий трансформатор не обеспечивает 100% без потерь, и это то, что мы должны учитывать в реальной жизни. Я обнаружил, что подход «Сохранение энергии» имеет смысл не только для студентов, когда они учатся вычислять поведение трансформаторов, но и является отличным подкреплением основного физического закона, хорошее понимание которого будет служить им на протяжении всей их карьеры. Примечания 14 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторым ученикам трудно справиться с соотношениями.Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. Примечания 15 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты находят, что с соотношениями трудно справиться. Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. Примечания 16 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты считают, что с соотношениями трудно справиться.Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. Примечания 17 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты считают, что с соотношениями трудно справиться. Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. Заметьте своим ученикам, что различие между повышающим и понижающим трансформатором — это просто вопрос использования.В любом случае можно использовать трансформатор! Примечания 18 Большинство задач с трансформаторами — это не что иное, как соотношения, но некоторые студенты считают, что с соотношениями трудно справиться. Подобные вопросы отлично подходят для того, чтобы ученики подошли к доске перед классом и продемонстрировали, как они достигли результатов. 27
28 Примечания 19 Если у вас есть трансформатор, разрезанный пополам (прямо через сердечник), он станет отличным демонстрационным материалом для обсуждения.Учащиеся сразу же заметят разницу между витками. Примечания 20 Это не только разумная аналогия, но и та, с которой легко связываются многие механически мыслящие люди! Если в вашем классе есть механики, дайте им возможность объяснить концепцию передаточных чисел тем ученикам, которые не знакомы с математикой системы передач. Примечания 21 Самый простой ответ на этот вопрос состоит в том, что P вторичной = P первичной, и это полезный принцип при выполнении расчетов схемы трансформатора.Даже если это не совсем так, это все равно полезный инструмент для проверки достоверности наших расчетов. Спросите своих учеников, почему это так. Примечания 22 Это может помочь привести несколько числовых примеров коэффициента понижения напряжения для трансформатора в этой схеме, чтобы учащиеся лучше понимали, как это устройство управляет мощностью лампочки. Напомните своим ученикам, что современные трансформаторы — это очень эффективные устройства с номинальным КПД при полной нагрузке, обычно превышающим 95%. Если учащиеся спросят о Variac, вы можете показать им эту схему: Variac Конечно, Variac является одним из типов автотрансформатора и, как таковой, не обеспечивает гальванической развязки обычного трансформатора.В некоторых случаях это может быть важно! Примечания 23 При проектировании схем важно всегда помнить о практических ограничениях таких компонентов, как переключающие контакты. Конечно, может быть много альтернативных способов построения рабочей схемы, но некоторые из них будут более практичными, чем другие. В некоторых случаях может быть лучше разместить переключатель (и отводы обмотки) на вторичной стороне понижающего трансформатора, а не на первичной. Представьте, что напряжение первичной обмотки было 100 кВА вместо 120 В переменного тока.Изложите этот сценарий своим ученикам и спросите их, какие практические ограничения переключателя могут привести к перемещению во вторичную обмотку трансформатора. Примечания 24 Подобный пример обычно поясняет преимущества использования переменного тока вместо постоянного для передачи большого количества электроэнергии на значительные расстояния, а не просто объясняет студентам, почему трансформаторы используются в энергосистемах. Даже при умеренных потерях мощности в трансформаторах (скажем, по 3% потерь в каждом), общий КПД этой системы все равно намного выше, чем без использования трансформаторов вообще.Обсуждая дополнительный вопрос, не забудьте упомянуть о безопасности, если никто из ваших учеников этого не делает. 28
29 Примечания 25 Попросите учащихся подробно объяснить ответ, а не просто повторять то, что говорится в данном ответе. Почему распределение высокого напряжения более эффективно, чем распределение низкого напряжения? Зачем нужно понижать высокое напряжение для применения в местах использования? Примечания 26 Примечания 27 Попросите своих учеников определить повышающее и понижающее значение применительно к трансформаторам энергосистемы.Если вы, студенты, еще не изучали мощность переменного тока (ватты, вольт-амперы и вольт-амперы, реактивные), позвольте им сначала определить, что означает ВА, а затем дайте им знать, что это просто эквивалентно ваттам для резистивной нагрузки. Сопоставление доступных компонентов с конкретной задачей — очень реальная проблема, поэтому ученикам стоит обсудить этот вопрос и тщательно его понять. Примечания 28 Этот тип трансформатора очень распространен в промышленных системах управления. Обсудите со своими учениками, почему клеммы первичной обмотки расположены так, как они есть (h2-h4-h3-h5), чтобы облегчить перемычку возле клемм с помощью металлических зажимов.Примечания 29 Для студентов, у которых нет паяльных пистолетов для разборки, и для тех, кто не хочет рисковать, испортив инструмент из-за неправильной разборки / повторной сборки, нетрудно найти фотографии внутренних частей паяльного пистолета. Сборка понижающего трансформатора должна быть очевидна при осмотре. Примечания 30 Это очень распространенное применение трансформаторной техники: катушка зажигания используется для воспламенения топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания бензинового двигателя. В этом вопросе также рассматривается проблема, которую студенты иногда неправильно понимают, что трансформаторы в основном являются устройствами переменного тока, а не постоянного тока.Было бы неплохо иметь автомобильную катушку зажигания для демонстрации в классе. Вместо свечи зажигания можно использовать неоновую лампу для индикации наличия высокого напряжения. Что касается ответа на сложный вопрос, осциллограф быстро докажет природу формы волны для любого трансформатора, питаемого пульсирующим постоянным током. Примечания 31 Этот урок по использованию осциллографа является ценным, так как студенты обязательно столкнутся с проблемами в цепях, возникающими из-за заземления через заземление корпуса осциллографа.Было бы неплохо иметь осциллограф и омметр в классе во время обсуждения, чтобы учащиеся могли сами проверить общие соединения. Примечания 32 Одна из точек зрения, которая может помочь учащимся понять направления тока через каждую обмотку трансформатора в зависимости от полярности напряжения, — это рассматривать каждую обмотку как источник электроэнергии или как нагрузку. Спросите своих учеников, какая обмотка действует как источник в этой цепи, а какая — как нагрузка? Представьте, что эти источники и нагрузки являются постоянным током (чтобы мы могли поддерживать ту же полярность напряжения для анализа).Каким образом вы бы потянули ток для источника постоянного тока и нагрузки постоянного тока? 29
30 Примечания 33 Это интересное применение трансформаторов: изоляция постоянного тока, позволяющая создать систему несущих линий электропередачи без использования сетей фильтров.
