Contenuti
- 1. Cos'è il trasformatore elettrico?
- 2. Storia relativa a trasformatori
- 3. Struttura di base dei trasformatori elettrici
- 4. Costruzione di trasformatori elettrici
- 5. Polarità dei trasformatori elettrici
- 6. Rapporto di rotazione dei trasformatori elettrici
- 7. Cosa fa il trasformatore?
- 8. Applicazione di un trasformatore
- 9. Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo dei trasformatori
Cos'è il trasformatore elettrico?
Come suggerisce il nome, un trasformatore elettrico trasferisce energia. Una definizione formale del trasformatore sarà:
"È un dispositivo che trasferisce l'energia elettrica tra i circuiti elettrici."
È un dispositivo passivo. Usa la legge di Faraday per trasferire energia senza alcun contatto metallico. I trasformatori elettrici sono uno dei dispositivi utili e necessari per la distribuzione di energia.
Storia relativa ai trasformatori
Miksa Deri, Otto Blathy e Karoly Zipernowsky sono considerati i primi progettisti del primo trasformatore. Hanno anche implementato trasformatori per sistemi commerciali. Sebbene la Legge di induzione sia stata data da Faraday nel 1830 e Rev. La bobina di induzione è stata inventata da Nicholas Callan nel 1836. Nel frattempo Thomas Alva Edison ha avuto l'idea della lampadina elettrica nel 1882.
Struttura di base del trasformatore elettricos
Un trasformatore elettrico monofase è costituito da tre componenti principali. Sono: avvolgimenti primari, avvolgimenti secondari e nucleo magnetico.
- Avvolgimenti primari - È la parte che è collegata alla sorgente. È costituito da bobine di filo. Il flusso magnetico inizialmente produce qui.
- Avvolgimenti secondari - È la parte collegata al carico. È composto anche da bobine. C'è un rapporto di spire che definisce il numero di spire del filo per realizzare le bobine di entrambi gli avvolgimenti. Non vi è alcun collegamento metallico tra avvolgimenti primari e secondari, come accennato in precedenza.
- Nucleo magnetico - È la struttura in ferro che avvolge sia l'avvolgimento primario che quello secondario. È un'anima in ferro dolce, composta da piccoli elementi per ridurre le perdite dell'anima.
Costruzione di trasformatori elettrici
La costruzione dei trasformatori elettrici dipende da come gli avvolgimenti primari e secondari sono avvolti attorno alla struttura del nucleo di ferro.
Esistono due categorie di trasformatori. Uno è di tipo closed-core e un altro è di tipo Shell-core.
A. Trasformatore a nucleo chiuso -
- Qui, entrambi gli avvolgimenti sono avvolti dall'esterno del nucleo. (Entrambi gli avvolgimenti significano: avvolgimenti primari e avvolgimenti secondari). In questa costruzione, gli avvolgimenti avvolgono ogni gamba del nucleo. Metà degli avvolgimenti primari e metà degli avvolgimenti secondari sono mantenuti sugli altri densamente su ciascuna gamba. Il flusso magnetico passa attraverso questo processo e aumenta l'accoppiamento magnetico. Questo tipo di trasformatore presenta uno svantaggio, noto come - 'flusso di dispersione. '
B. Trasformatore nucleo shell -
- In questo tipo, sia l'avvolgimento primario che quello secondario sono all'interno del nucleo di ferro. Qui, il nucleo di ferro forma una struttura a conchiglia per gli avvolgimenti, ecco perché è noto come Shell Core Transformer. Gli avvolgimenti condividono la stessa gamba centrale, che ha un'area della sezione trasversale doppia rispetto alle gambe esterne. Questo tipo di trasformatori risolve il problema del "flusso di dispersione".
- avvolgimenti: Gli avvolgimenti sono la parte che trasporta corrente del trasformatore. Principalmente viene utilizzato filo di rame o alluminio per realizzare la bobina degli avvolgimenti. Le bobine e gli avvolgimenti del trasformatore possono essere classificati in due categorie principali. Loro sono - Bobine concentriche ed Bobine sandwich. Le bobine sandwich sono generalmente utilizzate nei trasformatori a guscio. I dischi alternativi sono realizzati a forma di spirale.
- Ci sono anche Avvolgimenti elicoidali, che vengono utilizzati in applicazioni a bassa tensione e alta potenza. Ci sono degli isolatori all'interno di ogni tipo di avvolgimento. Gli isolanti sono uno degli elementi importanti per i trasformatori elettrici.
- Raffreddamento: Il raffreddamento di un dispositivo aiuta la macchina a funzionare in modo impeccabile per più anni. Alcuni trasformatori elettrici necessitano di raffreddamento forzato e alcuni sono del tipo a raffreddamento automatico. Il raffreddamento forzato include il raffreddamento mediante olio, acqua o entrambi. Trasformatori di grandi dimensioni con potenze nominali elevate sono riempiti con oli per trasformatori, che raffreddano e isolano gli avvolgimenti. Alcuni trasformatori sono riempiti di gas per il raffreddamento.
- Isolamento: L'isolamento è necessario tra le spire degli avvolgimenti, tra due avvolgimenti, tra nucleo e avvolgimenti. Strati di carta e film polimerici vengono utilizzati come isolanti. Gli isolanti di grandi dimensioni utilizzano olio per trasformatori come scopi di isolamento.
- Boccola: La boccola è un isolante elettrico cavo che consente a un conduttore di passare attraverso una barriera. I trasformatori di grandi dimensioni e di alta qualità hanno bashings fatti di porcellana o polimeri.
Il controllo della polarità dei trasformatori elettrici
La polarità di un trasformatore elettrico è definita come la direzione della fem indotta sia nell'avvolgimento primario che in quello secondario. È di due tipi:
- A. Polarità additiva
- B. Polarità sottrattiva
A. Polarità additiva
-In questo tipo di polarità, i terminali di stessa polarità sono collegati in entrambi gli avvolgimenti.
B. Polarità sottrattiva
- In questo tipo di polarità, i terminali di polarità diversa sono collegati in entrambi gli avvolgimenti.
Cosa fa il trasformatore?
I trasformatori elettrici aumentano o diminuiscono la tensione e la corrente fornite. Non modifica la frequenza o la potenza del segnale elettrico fornito. La necessità di utilizzare un trasformatore è che gli apparecchi elettrici necessitano di una certa quantità di tensione, che è inferiore o superiore alla potenza fornita. Ad esempio, un LED che funziona a 1.5 volt - 2 volt si spegnerà se lo colleghiamo a un normale alimentatore domestico. Quindi dobbiamo utilizzare un trasformatore step down per utilizzare il LED.
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Applicazione di un trasformatore
Transformers ha molte applicazioni nel mondo di oggi. Alcuni di loro sono -
i) Distribuzione di energia:
- Una grande quantità di tensione viene prodotta nelle centrali elettriche. Ma non possiamo usare quella tensione direttamente per le nostre applicazioni domestiche. In questo momento, entra in azione un trasformatore. I trasformatori hanno abbassato la tensione alla nostra tensione richiesta. Questo tipo di trasformatore è noto come trasformatori di potenza. Ci sono anche trasformatori che aumentano la tensione. Grazie a questo tipo di trasformatore è possibile fornire elettricità alle case.
ii) Dispositivi elettronici:
- Molti dispositivi elettronici ed elettrodomestici utilizzano il trasformatore per aumentare le tensioni o diminuire le tensioni secondo i requisiti.
iii) Trasformatori audio:
- Questo tipo di trasformatori consente ai circuiti telefonici di consentire una conversazione bidirezionale su una singola coppia di fili. Fanno anche interconnessioni tra sistemi audio. Può essere utilizzato per abbinare l'impedenza come gli altoparlanti a bassa impedenza possono essere abbinati ad amplificatori ad alta impedenza.
- Trasformatori trifase hanno ampio utilizzo in scopi industriali dove i trasformatori monofase non possono servire agli scopi.
- Trasformatori di strumenti può isolare due dispositivi o sistemi utilizzando le sue proprietà.
- Trasformatori a radiofrequenza o trasformatori RF sono utilizzati in dispositivi simili a Radar e trovano applicazione nel dominio delle radiofrequenze.
- Trasformatori di impulsi sono utilizzati per trasferire impulsi elettrici in circuiti elettronici, circuiti digitali e nel sistema di distribuzione e controllo dell'alimentazione.
Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo di un trasformatore
Vantaggi dei trasformatori elettrici
I trasformatori sono utilizzati per vari scopi a causa dei suoi vantaggi. Alcuni dei vantaggi sono:
- Trasmette potenza: I trasformatori consentono la trasmissione di segnali elettrici a lunga distanza. La resistenza della linea di trasmissione si riduce dopo aver aumentato la tensione e questo è possibile solo con i trasformatori. Pertanto, la perdita di potenza è inferiore e l'elettricità può essere fornita a ogni famiglia. Altrimenti la resistenza sarebbe così alta che è quasi impossibile fornire.
- Lavorazioni continue: I trasformatori possono funzionare continuamente per lunghi periodi. Non ha bisogno di spegnersi in un giorno o dare riposo.
- Bassa manutenzione: I trasformatori non solo funzionano continuamente, ma non necessitano di un'elevata manutenzione. Il controllo dell'olio, la pulizia delle parti sono gli unici interventi di manutenzione di cui ha bisogno un trasformatore. Inoltre, la manutenzione non costa molto e inoltre non richiede tempo.
- Nessun ritardo: Transformers non ha ritardi durante l'avvio. Inizia immediatamente il funzionamento. Una volta implementato un trasformatore, si avvia immediatamente.
- Efficiente: Sebbene i trasformatori subiscano delle perdite, sono abbastanza efficienti per la distribuzione economica. È possibile ottenere un'efficienza quasi del 95%.
Svantaggi dell'utilizzo di trasformatori elettrici
Pochi svantaggi sono:
- Di dimensioni maggiori: Sebbene ci siano transistor di piccole dimensioni, ma con l'aumentare della tensione nominale aumentano anche le dimensioni del trasformatore. Non solo aumenta la struttura di base, ma aumentano anche le dimensioni del sistema di raffreddamento. Quindi ci vuole molto spazio per adattarsi.
- Richiede un sistema di raffreddamento: Transformers funziona continuamente e produce molto calore. Quindi, per funzionare in modo efficiente, un trasformatore necessita di un sistema di raffreddamento collegato ad esso.
- Solo AC funzionante: Il trasformatore funziona solo per corrente alternata o tensioni CA poiché necessita di una corrente variabile nel tempo per produrre un flusso magnetico. Il collegamento con una tensione CC brucerà il trasformatore.
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Ciao, sono Sudipta Roy. Ho fatto B. Tech in Elettronica. Sono un appassionato di elettronica e attualmente mi dedico al campo dell'elettronica e delle comunicazioni. Nutro un vivo interesse nell'esplorazione delle tecnologie moderne come l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico. I miei scritti sono dedicati a fornire dati accurati e aggiornati a tutti gli studenti. Aiutare qualcuno ad acquisire conoscenze mi dà un immenso piacere.
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