Designul unui transformator tipic este simplu. Este alcătuit dintr-un miez de oțel, două bobine cu înfășurare de sârmă. O înfășurare se numește primară, a doua - secundară. Apariția unei tensiuni alternative (U1) și a unui curent (I1) în prima bobină formează un flux magnetic în miezul acesteia. Acesta creează un EMF direct în înfășurarea secundară, care nu este conectată la circuit și are o putere de energie egală cu zero.
Dacă circuitul este conectat și are loc consum, aceasta duce la o creștere proporțională a intensității curentului în prima bobină. Un astfel de model de comunicare între înfășurări explică procesul de transformare și redistribuire a energiei electrice, care este inclus în calculul transformatoarelor. Deoarece toate spirele celei de-a doua bobine sunt conectate în serie, se obține efectul total al tuturor EMF care apare la capetele dispozitivului.
Transformatoarele sunt asamblate în așa fel încât căderea de tensiune în a doua înfășurare să fie o fracțiune mică (până la 2 - 5%), ceea ce ne permite să presupunem că U2 și EMF sunt egale la capete. Numărul U2 va fi mai mult/mai puțin la fel de mult ca diferența dintre numărul de spire ale ambelor bobine - n2 și n1.
Dependențăîntre numărul de straturi de sârmă se numește raport de transformare. Se determină prin formula (și se notează cu litera K), și anume: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Adesea, acest indicator arată ca un raport de două numere, de exemplu 1:45, ceea ce arată că numărul de spire ale uneia dintre bobine este de 45 de ori mai mic decât cel al celeil alte. Această proporție ajută la calcularea transformatorului de curent.
Miezurile electrotehnice sunt produse în două tipuri: în formă de W, blindate, cu o ramificare a fluxului magnetic în două părți și în formă de U - fără divizare. Pentru a reduce pierderile probabile, tija nu este solidă, ci este formată din straturi subțiri separate de oțel, izolate unele de altele cu hârtie. Cel mai obișnuit este tipul cilindric: pe cadru se aplică o înfășurare primară, apoi se montează bile de hârtie, iar deasupra acestuia este înfășurat un strat secundar de sârmă.
Calculul unui transformator poate cauza unele dificultăți, dar formulele simplificate de mai jos vor veni în ajutorul unui proiectant amator. Mai întâi este necesar să se determine nivelurile tensiunilor și curenților individual pentru fiecare bobină. Se calculează puterea fiecăruia dintre ele: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, unde P2, P3, P4 sunt puteri (W) crescute de înfășurări; I2, I3, I4 - puterile curentului (A); U2, U3, U4 - tensiuni (V).
Pentru a stabili puterea totală (P) în calculul transformatorului, trebuie să introduceți suma indicatorilor înfășurărilor individuale, apoi să înmulțiți cu un factor de 1,25, care ia în considerare pierderile: P=1,25(P2+P3+P4+…). Apropo,valoarea lui P va ajuta la calcularea secțiunii transversale a miezului (în cm²): Q \u003d 1,2pătrat scurt P
Urmeaza apoi procedura de determinare a numarului de spire n0 la 1 volt dupa formula: n0=50/Q. Ca urmare, se află numărul de spire ale bobinelor. Pentru primul, ținând cont de pierderea de tensiune în transformator, acesta va fi egal cu: N1=0,97n0U1Pentru restul: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… Diametrul conductorului oricărei înfășurări poate fi calculat prin formula: d=0,7pătrat scurt 1 unde I este puterea curentului (A), d este diametrul (mm).
Calculul transformatorului vă permite să găsiți puterea curentului din puterea totală: I1=P/U1. Dimensiunea plăcilor din miez rămâne necunoscută. Pentru a-l găsi, este necesar să se calculeze aria de înfășurare în fereastra de bază: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), unde Sm este zona (în mp. mm), toate înfășurările din fereastră; d1, d2, d3 și d4 - diametrele firului (mm); n1, n2, n3 și n4 sunt numărul de spire. Folosind această formulă, sunt descrise denivelările înfășurării, grosimea izolației firului, suprafața ocupată de cadru în golul ferestrei de miez. În funcție de suprafața obținută, este selectată o dimensiune specială a plăcii pentru plasarea liberă a bobinei în fereastra acesteia. Și ultimul lucru pe care trebuie să-l știți este grosimea setului de miez (b), care se obține prin formula: b \u003d (100Q) / a, unde a este lățimea plăcii din mijloc (în mm); Q - în mp. vezi Cel mai dificil lucru în această metodă este să calculezi transformatorul (aceasta este căutarea unui element tijă cu o dimensiune adecvată).
