Il design di un tipico trasformatore è semplice. È costituito da un'anima in acciaio, due bobine con avvolgimento del filo. Un avvolgimento è chiamato primario, il secondo secondario. La comparsa di una tensione alternata (U1) e di una corrente (I1) nella prima bobina formano un flusso magnetico nel suo nucleo. Crea un EMF direttamente nell'avvolgimento secondario, che non è collegato al circuito e ha una forza di energia pari a zero.
Se il circuito è collegato e si verifica un consumo, ciò comporta un aumento proporzionale dell'intensità di corrente nella prima bobina. Un tale modello di comunicazione tra gli avvolgimenti spiega il processo di trasformazione e ridistribuzione dell'energia elettrica, che è inclusa nel calcolo dei trasformatori. Poiché tutte le spire della seconda bobina sono collegate in serie, si ottiene l'effetto totale di tutta l'EMF che compare alle estremità del dispositivo.
I trasformatori sono assemblati in modo tale che la caduta di tensione nel secondo avvolgimento sia una piccola frazione (fino a 2 - 5%), il che ci consente di presumere che U2 ed EMF siano uguali ai suoi capi. Il numero U2 sarà più/meno tanto quanto la differenza tra il numero di giri di entrambe le bobine - n2 e n1.
Dipendenzatra il numero di strati di filo è chiamato rapporto di trasformazione. È determinato dalla formula (ed è indicato dalla lettera K), ovvero: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Spesso questo indicatore si presenta come un rapporto di due numeri, ad esempio 1:45, che mostra che il numero di giri di una delle bobine è 45 volte inferiore a quello dell' altra. Questa proporzione aiuta nel calcolo del trasformatore di corrente.
I nuclei elettrotecnici sono prodotti in due tipi: a forma di W, corazzati, con una ramificazione del flusso magnetico in due parti, e a forma di U - senza divisione. Per ridurre le perdite probabili, l'asta non è solida, ma è costituita da sottili strati separati di acciaio, isolati l'uno dall' altro con carta. Il più comune è il tipo cilindrico: al telaio viene applicato un avvolgimento primario, quindi vengono montate palline di carta e su questo viene avvolto uno strato secondario di filo.
Il calcolo di un trasformatore può causare alcune difficoltà, ma le formule semplificate di seguito verranno in aiuto a un progettista dilettante. È prima necessario determinare i livelli di tensioni e correnti individualmente per ciascuna bobina. Si calcola la potenza di ciascuno di essi: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, dove P2, P3, P4 sono potenze (W) maggiorate degli avvolgimenti; I2, I3, I4 - forze di corrente (A); U2, U3, U4 - tensioni (V).
Per stabilire la potenza totale (P) nel calcolo del trasformatore, è necessario inserire la somma degli indicatori dei singoli avvolgimenti, quindi moltiplicare per un fattore di 1,25, che tiene conto delle perdite: P=1,25(P2+P3+P4+…). A proposito,il valore di P aiuterà a calcolare la sezione trasversale del nucleo (in cmq): Q \u003d 1,2quadrato corto P
Segue quindi la procedura per determinare il numero di giri n0 per 1 volt secondo la formula: n0=50/Q. Di conseguenza, viene rilevato il numero di giri delle bobine. Per il primo, tenendo conto della perdita di tensione nel trasformatore, sarà pari a: N1=0,97n0U1Per il resto: N2=1,3n0U2; n2=1.3n0U3… Il diametro del conduttore di ogni avvolgimento può essere calcolato con la formula: d=0.7quadrato corto 1 dove I è l'intensità della corrente (A), d è il diametro (mm).
Il calcolo del trasformatore ti consente di trovare la forza attuale dalla potenza totale: I1=P/U1. La dimensione delle piastre nel nucleo rimane sconosciuta. Per trovarlo, è necessario calcolare l'area di avvolgimento nella finestra centrale: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), dove Sm è l'area (in mmq), tutti gli avvolgimenti della finestra; d1, d2, d3 e d4 - diametri del filo (mm); n1, n2, n3 e n4 sono il numero di giri. Usando questa formula, vengono descritti l'irregolarità dell'avvolgimento, lo spessore dell'isolamento del filo, l'area occupata dal telaio nell'intercapedine della finestra centrale. A seconda dell'area ottenuta, viene selezionata una speciale dimensione della piastra per il posizionamento libero della bobina nella sua finestra. E l'ultima cosa che devi sapere è lo spessore del nucleo (b), che si ottiene con la formula: b \u003d (100Q) / a, dove a è la larghezza della piastra centrale (in mm); D - in mq. vedi La cosa più difficile in questo metodo è calcolare il trasformatore (questa è la ricerca di un elemento a stelo con una dimensione adeguata).
