Los dispositivos estáticos electromagnéticos se utilizan para crear y aplicar un campo magnético. Hay muchos casos por los que se necesita un transformador en electrónica, circuitos eléctricos e ingeniería de radio. El dispositivo está equipado con bobinados inductivos interconectados en un núcleo magnético. La red contribuye a la aparición de un campo alterno, y el transformador, utilizando la inducción electromagnética, proporciona valores constantes de corriente sin cambiar la frecuencia.
Contenido
Definición y propósito
Para alimentar dispositivos, se necesitan voltajes de varias características. Un transformador es un diseño para utilizar el trabajo inductivo de un campo magnético. Bobinas de cinta o alambre, unidas por un flujo común, bajan o aumentan el voltaje. El televisor usa 5 V para operar transistores y microcircuitos, la energía del cinescopio requiere varios kilovoltios cuando se usa un generador en cascada.
Los devanados aislados están ubicados en un núcleo hecho de material magnetizado espontáneamente con un cierto valor de tensión. Las unidades más antiguas usaban la frecuencia de red existente, alrededor de 60 Hz. En los circuitos de suministro de energía modernos para aparatos eléctricos, se utilizan transformadores de pulsos de alta frecuencia. El voltaje alterno es rectificado y convertido por medio de un generador en un valor con parámetros específicos.
La tensión se estabiliza gracias a la unidad de control con modulación de ancho de pulso. Las ráfagas de alta frecuencia se transmiten al transformador, se obtiene un rendimiento estable en la salida. La masividad y el peso de los dispositivos de los últimos años se reemplazan por la ligereza y el tamaño pequeño. Los indicadores lineales de la unidad son proporcionales a la potencia en una relación de 1: 4; al reducir las dimensiones del dispositivo, la frecuencia de la corriente aumenta.
Los dispositivos masivos se utilizan en circuitos de suministro de energía si se requiere crear un nivel mínimo de dispersión de interferencias de alta frecuencia, por ejemplo, cuando se proporciona sonido de alta calidad.
Dispositivo y principio de funcionamiento.
El fabricante elige las reglas básicas para la operación de la unidad, pero esto no afecta la confiabilidad de la operación. Los conceptos difieren en el proceso de fabricación. El principio de funcionamiento del transformador se basa en dos disposiciones:
- el movimiento cambiante de los portadores de carga direccionales crea un campo de fuerza magnético alterno;
- el efecto sobre el flujo de potencia transmitido a través de la bobina produce fuerza electromotriz e inducción.
El dispositivo consta de las siguientes partes:
- circuito magnético (núcleo);
- bobina o bobinado;
- base para la ubicación de los giros;
- material aislante;
- sistema de refrigeración;
- otros elementos de sujeción, acceso, protección.
El funcionamiento del transformador se realiza de acuerdo con el tipo de construcción y combinación del núcleo y los devanados.En el tipo de varilla, el conductor está encerrado en bobinados, es difícil verlo. Las bobinas de la espiral son visibles, la parte superior e inferior del núcleo son visibles, el eje es vertical. El material del que está hecha la bobina debe conducir bien la electricidad.
En los productos blindados, la varilla oculta la mayor parte de las vueltas, se coloca en posición horizontal o vertical. El diseño toroidal de los transformadores prevé la ubicación de dos devanados independientes en el circuito magnético sin conexión eléctrica entre ellos.
sistema magnético
Está hecho de acero de transformador aleado, ferrita, permalloy manteniendo la forma geométrica para producir el campo magnético de la unidad. El conductor se construye a partir de placas, cintas, herraduras, se hace en una prensa. La parte en la que se encuentra el devanado se llama varilla. Un yugo es un elemento sin vueltas que completa el circuito.
El principio de funcionamiento del transformador depende de la disposición de los bastidores, lo que sucede:
- plano: los ejes de los yugos y los núcleos están en el mismo plano;
- espacial: los elementos longitudinales están dispuestos en diferentes superficies;
- simétrico: los conductores de la misma forma, tamaño y diseño se ubican en todos los yugos de manera similar a los demás;
- asimétrico: los bastidores individuales difieren en apariencia, dimensiones y se colocan en diferentes posiciones.
Si se supone que fluye una corriente continua a través del devanado, que se llama primario, entonces el cable magnético se abre. En otros casos, el núcleo está cerrado, sirve para cerrar las líneas eléctricas.
devanados
Se realizan en forma de un conjunto de espiras dispuestas sobre conductores cuadrados.La forma se utiliza para trabajar de manera eficiente y aumentar el factor de llenado en la ventana del circuito magnético. Si se requiere aumentar la sección transversal del núcleo, entonces se hace en forma de dos elementos paralelos para reducir la aparición de corrientes de Foucault. Cada uno de esos conductores se llama residencial.
La varilla está envuelta en papel, cubierta con barniz de esmalte. A veces, dos núcleos dispuestos en paralelo están encerrados en un aislamiento común, el conjunto se llama cable. Los devanados se distinguen por su propósito:
- los principales: se les suministra una corriente alterna, sale una corriente eléctrica convertida;
- regulación: proporcionan derivaciones para la transformación de voltaje a baja intensidad de corriente;
- auxiliar: sirve para alimentar su red con una potencia inferior al valor nominal del transformador y polarizar el circuito con corriente continua.
Métodos de envoltura:
- bobinado ordinario: las vueltas se realizan en la dirección del eje a lo largo de toda la longitud del conductor, las vueltas posteriores se enrollan firmemente, sin espacios;
- bobinado de tornillo: envoltura multicapa con espacios entre los anillos o elementos adyacentes que se acercan;
- bobinado de disco: una fila en espiral se realiza secuencialmente, en un círculo, la envoltura se realiza en orden radial en las direcciones interna y externa;
- la espiral de lámina se coloca a partir de una lámina ancha de aluminio y cobre, cuyo espesor varía entre 0,1 y 2 mm.
Convenciones
Para facilitar la lectura del diagrama del transformador, hay señales especiales. El núcleo se dibuja con una línea gruesa, el número 1 muestra el devanado primario, las vueltas secundarias se indican con los números 2 y 3.
En algunos esquemas, la línea central tiene un grosor similar a la línea de los semicírculos envolventes. La designación del material de la varilla es diferente:
- un circuito magnético de ferrita se dibuja con una línea gruesa;
- se dibuja un núcleo de acero con un espacio magnético con una línea delgada con un espacio en el medio;
- el eje del dieléctrico magnetizado se indica mediante una delgada línea de puntos;
- la barra de cobre tiene la apariencia de una línea estrecha en el diagrama con el símbolo del material según la tabla periódica.
Los puntos en negrita se utilizan para resaltar la salida de la bobina, la designación de inducción instantánea es la misma. Se utiliza para indicar unidades intermedias en generadores en cascada para indicar antifase. Coloque puntos si desea establecer la polaridad durante el montaje y la dirección de los devanados. El número de vueltas en el devanado primario se determina condicionalmente, al igual que el número de semicírculos no está estandarizado, existe una proporcionalidad, pero no se observa estrictamente.
Características principales
El modo inactivo se usa cuando el circuito secundario del transformador está abierto, no hay voltaje en él. La corriente pasa a través del devanado primario, se produce una magnetización reactiva. Con la ayuda del trabajo inactivo, se determinan la eficiencia, la tasa de transformación y la pérdida en el núcleo.
La operación bajo carga significa conectar la fuente de alimentación al circuito primario, donde fluye la corriente total de operación y ralentí. La carga está conectada al circuito secundario del transformador. Este modo es común.
La fase de cortocircuito ocurre si la resistencia de la bobina secundaria es la única carga. En este modo, se determinan las pérdidas por calentamiento de la bobina en el circuito.Los parámetros del transformador se tienen en cuenta en el sistema de sustitución de dispositivos mediante el ajuste de la resistencia.
La relación entre la potencia consumida y la de salida determina la eficiencia del transformador.
Área de aplicación
Los electrodomésticos tienen contacto con tierra a través de un hilo neutro. El contacto simultáneo del consumidor de corriente de la fase y el circuito neutro provoca el cierre del circuito y lesiones. La conexión a través de un transformador de aislamiento le permite proteger a una persona, ya que el devanado secundario no entra en contacto con el suelo.
Las unidades de pulso se utilizan en la transmisión de un impulso rectangular y la transformación de señales cortas bajo carga. En la salida, la polaridad y amplitud de la corriente cambia, pero el voltaje permanece sin cambios.
El equipo de medición de CC es un amplificador magnético. El movimiento direccional de los electrones de baja potencia ayuda a cambiar el voltaje alterno. El rectificador suministra energía constante y depende de los valores de electricidad de entrada.
Las unidades de potencia se usan ampliamente en pequeños generadores de corriente, la potencia, los indicadores en los motores diesel son promedio. Los transformadores se montan en serie con la carga, el dispositivo se conecta a la fuente mediante el devanado primario, el circuito secundario produce la energía convertida. El valor de la corriente de salida es directamente proporcional a la carga. Se utilizan equipos de 3 barras magnéticas si el generador es de corriente trifásica.
Las unidades inversoras tienen transistores de la misma conductividad y amplifican solo una parte de la señal en la salida. Para una conversión de voltaje completa, se aplica un pulso a ambos transistores.
El equipo de emparejamiento se utiliza para conectar dispositivos electrónicos con alta resistencia en la entrada y salida de la carga con una baja tasa de transmisión de electricidad. Las unidades son útiles en líneas de alta frecuencia donde la diferencia de magnitud conduce a pérdidas de energía.
Tipos de transformadores
La clasificación de los transformadores depende del valor nominal de la corriente en los circuitos primario y secundario. En especies comunes, el indicador está en el rango de 1-5 A.
La unidad de separación no prevé la conexión de ambas espirales. El equipo proporciona aislamiento galvánico, es decir, la transmisión de un impulso sin contacto. Sin él, la corriente que fluye entre los circuitos está limitada solo por la resistencia, que no se tiene en cuenta debido al pequeño valor.
El transformador de adaptación garantiza que los diferentes valores de resistencia coincidan para minimizar la distorsión de la forma de onda de salida. Sirve para la organización del aislamiento galvánico.
Antes de saber qué son los transformadores de potencia, señalan que son producidos para trabajar con redes de alta potencia. Los dispositivos de corriente alterna cambian el rendimiento energético en instalaciones receptoras y trabajan en lugares con gran capacidad y tasa de cambio de electricidad.
Un transformador rotativo no debe confundirse con un equipo rotativo, una máquina para convertir el ángulo de rotación en voltaje del circuito, donde la eficiencia depende de la velocidad de rotación. El dispositivo transmite un impulso eléctrico a las partes móviles del equipo, por ejemplo, al cabezal de un VCR. Doble núcleo con devanados separados, uno de los cuales gira alrededor del otro.
La unidad de aceite utiliza enfriamiento de serpentín con aceite especial para transformadores.Tienen un circuito cerrado. A diferencia de las especies aéreas, pueden interactuar con redes de alta potencia.
Transformadores de soldadura para optimizar el rendimiento de los equipos, reducir la tensión y generar corriente de alta frecuencia. Esto se debe a un cambio en la reactancia inductiva o al rendimiento inactivo. La regulación de pasos se lleva a cabo mediante la disposición del devanado eléctrico en los conductores.
