Transformador: un dispositivo electrónico capaz de cambiar los valores operativos, medidos por la relación de transformación, k. Este número indica un cambio, escalamiento de cualquier parámetro, como voltaje, corriente, resistencia o potencia.
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¿Cuál es la relación de transformación?
El transformador no cambia un parámetro por otro, sino que trabaja con sus valores. Sin embargo, se llama transductor. Dependiendo de la conexión del devanado primario a la fuente de alimentación, cambia el propósito del dispositivo.
Estos dispositivos son ampliamente utilizados en la vida cotidiana. Su objetivo es suministrar a un dispositivo doméstico una potencia tal que correspondería al valor nominal indicado en el pasaporte de este dispositivo. Por ejemplo, el voltaje de la red es de 220 voltios, la batería del teléfono se carga desde una fuente de alimentación de 6 voltios.Por lo tanto, es necesario reducir la tensión de red en 220: 6 = 36,7 veces, este indicador se denomina relación de transformación.
Para calcular con precisión este indicador, debe recordar la estructura del transformador en sí. Cualquier dispositivo de este tipo tiene un núcleo hecho de una aleación especial y al menos 2 bobinas:
- primario;
- secundario.
La bobina primaria está conectada a la fuente de alimentación, la bobina secundaria está conectada a la carga, puede haber 1 o más de ellos. Un devanado es una bobina que consta de un alambre aislante enrollado en un marco, o sin él. Una vuelta completa del cable se llama vuelta. Las bobinas primera y segunda están montadas en un núcleo, con su ayuda, la energía se transfiere entre los devanados.
Relación de transformación
De acuerdo con una fórmula especial, se determina la cantidad de cables en el devanado, se tienen en cuenta todas las características del núcleo utilizado. Por lo tanto, en diferentes dispositivos en las bobinas primarias, el número de vueltas será diferente, a pesar de que estén conectados a la misma fuente de alimentación. Los giros se calculan en relación con el voltaje, si es necesario conectar varias cargas con diferentes voltajes de suministro al transformador, entonces la cantidad de devanados secundarios corresponderá a la cantidad de cargas conectadas.
Conociendo el número de vueltas de alambre en los devanados primario y secundario, se puede calcular k del dispositivo. Según la definición de GOST 17596-72 "Relación de transformación - la relación entre el número de vueltas del devanado secundario y el número de vueltas del primario o la relación entre la tensión del devanado secundario y la tensión del devanado primario en modo inactivo sin tener en cuenta la caída de tensión en el transformador . Si este coeficiente k es mayor que 1, entonces el dispositivo está bajando, si es menor, está aumentando. No existe tal diferencia en GOST, por lo que un número mayor se divide por uno menor y k siempre es mayor que 1.
En el suministro de energía, los convertidores ayudan a reducir las pérdidas de transmisión de energía. Para hacer esto, el voltaje generado por la planta de energía se aumenta a varios cientos de miles de voltios. Luego, el voltaje se reduce al valor requerido por los mismos dispositivos.
En las subestaciones de tracción que abastecen de energía eléctrica al complejo industrial y residencial, se instalan transformadores con regulador de tensión. Se eliminan conclusiones adicionales de la bobina secundaria, cuya conexión le permite cambiar el voltaje en un pequeño intervalo. Esto se hace mediante pernos o un mango. En este caso, la relación de transformación del transformador de potencia se indica en su pasaporte.
Definición y fórmula de la relación de transformación de un transformador.
Resulta que el coeficiente es un valor constante que muestra la escala de los parámetros eléctricos, depende completamente de las características de diseño del dispositivo. Para diferentes parámetros, k se calcula de manera diferente. Existen las siguientes categorías de transformadores:
- por voltaje;
- por corriente;
- por resistencia
Antes de determinar el coeficiente, es necesario medir el voltaje en las bobinas. GOST indica que tal medida es necesaria en reposo. Esto es cuando no hay carga conectada al convertidor, las lecturas se pueden mostrar en la placa de identificación de este dispositivo.
Luego se dividen las lecturas del devanado primario por las lecturas del secundario, este será el coeficiente. Si hay información sobre el número de vueltas en cada bobina, el número de vueltas del devanado primario se divide por el número de vueltas del secundario. En este cálculo, se desprecia la resistencia activa de las bobinas. Si hay varios devanados secundarios, cada uno encuentra su propio k.
Los transformadores de corriente tienen su propia peculiaridad, su devanado primario está conectado en serie con la carga. Antes de calcular el indicador k, se mide la corriente de los circuitos primario y secundario. El valor de la corriente primaria se descompone en la corriente del circuito secundario. Si hay datos de pasaporte sobre el número de vueltas, se permite calcular k dividiendo el número de vueltas del cable del devanado secundario por el número de vueltas del cable primario.
Al calcular el coeficiente de un transformador de resistencia, también llamado transformador de adaptación, primero se encuentran las resistencias de entrada y salida. Para hacer esto, calcule la potencia, que es igual al producto del voltaje y la corriente. Luego, la potencia se divide por el cuadrado del voltaje para obtener la resistencia. La división de la resistencia de entrada del transformador y la carga con respecto a su circuito primario y la resistencia de entrada de la carga en el circuito secundario dará k del dispositivo.
Hay otra forma de calcular. Es necesario encontrar el coeficiente de voltaje k y elevarlo al cuadrado, el resultado será similar.
Diferentes tipos de transformadores y sus coeficientes.
Aunque estructuralmente los convertidores no son muy diferentes entre sí, su propósito es bastante amplio. Existen los siguientes tipos de transformadores, además de los considerados:
- energía;
- autotransformador;
- impulso;
- soldadura;
- separar;
- pareo;
- transformador de pico;
- doble acelerador;
- transfluxor;
- giratorio;
- aire y aceite;
- tres fases.
Una característica del autotransformador es la ausencia de aislamiento galvánico, los devanados primario y secundario están hechos con un solo cable, y el secundario es parte del primario. Pulso escala señales de onda cuadrada de pulso corto. El soldador funciona en modo de cortocircuito. Los separadores se utilizan donde se necesita una seguridad eléctrica especial: cuartos húmedos, cuartos con gran cantidad de productos metálicos, etc. Su k es básicamente 1.
Un transformador de pico convierte un voltaje sinusoidal en un voltaje pulsado. Un estrangulador doble son dos bobinas dobles, pero en cuanto a sus características de diseño, pertenece a los transformadores. El transfluxor contiene un núcleo formado por un circuito magnético con una gran cantidad de magnetización residual, lo que permite utilizarlo como memoria. Rotary transmite señales a objetos giratorios.
Los transformadores de aire y aceite difieren en la forma en que se enfrían. El aceite se utiliza para escalar de alta potencia. Los trifásicos se utilizan en un circuito trifásico.
Se puede encontrar información más detallada sobre la relación de transformación del transformador de corriente en la tabla.
| Carga secundaria nominal, V | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 75 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| coeficiente | Multiplicidad de límite nominal | ||||||||||
| 3000/5 | 37 | 31 | 25 | 20 | 17 | 13 | 11 | 9 | 8 | 6 | 5 |
| 4000/5 | 38 | 32 | 26 | 22 | 20 | 15 | 13 | 11 | 10 | 8 | 6 |
| 5000/5 | 38 | 29 | 25 | 22 | 20 | 16 | 14 | 12 | 11 | 10 | 8 |
| 6000/5 | 39 | 28 | 25 | 22 | 20 | 16 | 15 | 13 | 12 | 10 | 8 |
| 8000/5 | 38 | 21 | 20 | 19 | 18 | 14 | 14 | 13 | 12 | 11 | 9 |
| 10000/5 | 37 | 16 | 15 | 15 | 14 | 12 | 12 | 12 | 11 | 10 | 9 |
| 12000/5 | 39 | 20 | 19 | 18 | 18 | 12 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 |
| 14000/5 | 38 | 15 | 15 | 14 | 14 | 12 | 13 | 12 | 12 | 11 | 10 |
| 16000/5 | 36 | 15 | 14 | 13 | 13 | 12 | 10 | 10 | 10 | 9 | 9 |
| 18000/5 | 41 | 16 | 16 | 15 | 15 | 12 | 14 | 14 | 13 | 12 | 12 |
Casi todos estos dispositivos tienen un núcleo para transmitir flujo magnético. El flujo aparece debido al movimiento de electrones en cada una de las vueltas del devanado, y la intensidad de las corrientes no debe ser igual a cero.La relación de transformación actual también depende del tipo de núcleo:
- varilla;
- blindado.
En el núcleo de una armadura, los campos magnéticos tienen un mayor efecto en la escala.
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