Uređaj i načelo rada transformatora

Načelo rada transformatora

Otkrićem i početkom industrijske uporabe električne energije postalo je potrebno stvoriti sustave za transformaciju i isporuku potrošača. Tako su postojali transformatori, čije će se načelo raspravljati.

Njihov je nastup prethodio otkrićem elektromagnetske indukcije velikog engleskog fizičara Michaela Faradayja gotovo 200 godina. Kasnije je on i njegov američki kolega D. Henry nacrtao dijagram budućeg transformatora.


Faraday transformator

Prvo utjelovljenje ideje o željeznici dogodilo se 1848. godine s izradom indukcijskog svitka od strane francuskog mehaničara G. Rumkorfa. Ruski su znanstvenici također pridonijeli. Godine 1872. profesor na Sveučilištu u Moskvi A. G. Stoletov otvorio je petlju histereze i opisao strukturu feromagneta, a četiri godine kasnije istaknuti ruski izumitelj P. N. Yablochkov dobio je patent za izum prvog transformatora za izmjeničnu struju.

Kako radi transformator i kako funkcionira

Transformatori – naziv ogromne "obitelji", koji uključuje jednofazne, trofazne, korak-step, dolje, mjerenje i mnoge druge vrste transformatora.Njihova je glavna svrha pretvoriti jedan ili više napona izmjenične struje na drugi na osnovi elektromagnetskih indukcija na konstantnoj frekvenciji.

Dakle, ukratko, kako radi najjednostavniji jednofazni transformator. Sastoji se od tri glavna elementa – primarnih i sekundarnih namota i magnetskog kruga koji ih ujedinjuje u jednu cjelinu, na kojoj su nametnuti. Izvor je povezan isključivo s primarnim namotom, a sekundarna uklanja i prenosi već promijenjeni napon potrošaču.


Načelo rada transformatora

Primarno namotavanje povezano s mrežom stvara izmjenično elektromagnetsko polje u magnetskom krugu i stvara magnetski tok koji počinje kružiti između namota, izazivajući električnu silu (EMF) u njima. Njegova vrijednost ovisi o broju zavoja u namotima. Na primjer, za smanjenje napona potrebno je da zavojnice u primarnom namotanju budu veće nego u sekundarnom. Upravo na tom principu djeluju stepenasti i koračni transformatori.

Važna značajka dizajna transformatora je da magnetska jezgra ima čeličnu strukturu, a namota, obično u obliku cilindra, su izolirani od njega, nisu izravno međusobno povezani i imaju vlastitu oznaku.

Naponski transformatori

To je možda najbrojnija vrsta obitelji transformatora. Ukratko, njihova glavna funkcija je da se energija proizvedena u elektranama raspoloživa za potrošnju raznim uređajima. Zbog toga postoji sustav prijenosa snage koji se sastoji od podiznih transformatora stepenica i stepenica i vodova.

U početku se električna energija koju proizvodi elektrana dobije na transformatorskoj podstanici (na primjer od 12 do 500 kV). To je neophodno kako bi se kompenzirao neizbježni gubitak električne energije tijekom prijenosa na velikim udaljenostima.

Sljedeća faza je podvodna postaja, odakle je električna energija već isporučena preko niskonaponske linije do transformatora za spuštanje, a zatim do potrošača u obliku napona od 220 V.

Ali rad transformatora ne završava tamo. U većini kućanskih aparata oko nas, računala, televizori, pisači, perilice za rublje, hladnjaci, mikrovalne pećnice, DVD-ovi, pa čak i žarulje koje štedi energiju, imaju transformatore odstupanja.Primjer pojedinog "džepnog" transformatora je mobilni telefon (smartphone) punjač.

Ogromna raznolikost suvremenih elektroničkih uređaja i njihovih funkcija odgovara mnogim vrstama transformatora. Ovo nije potpuni popis: snaga, puls, zavarivanje, odvajanje, podudaranje, rotirajući, trofazni, vršni transformatori, strujni transformatori, toroidalni, štap i oklop.

Koje su transformatori budućnosti?

Vjeruje se da je transformatorska industrija vrlo konzervativna. Ipak, ona mora računati s revolucionarnim promjenama u području elektrotehnike, gdje nanotehnologije postaju sve glasnije. Poput mnogih drugih uređaja, oni postupno "rastu mudrijima".


Transformatori izolirani plinom

Aktivno se provodi traženje novih strukturnih materijala, izolacijskih i magnetskih, koji su u stanju pružiti veću pouzdanost transformatorske opreme. Jedno od područja moglo bi biti korištenje amorfnih materijala, što će znatno povećati sigurnost i pouzdanost požara.

Bit će eksplozija i vatrogasni transformatori.u kojima se klordifenili koji se koriste za impregnaciju električnih izolacijskih materijala zamijenit će netoksičnim tekućinama, ekološki prihvatljivim dielektrikama.


Transformatori izolirani plinom

Primjer toga su toplinski izolirani energetski transformatori, gdje je funkcija rashladnog sredstva neotporni plin heksafluoridni sumpor, umjesto daleko od sigurnih transformatorskog ulja.

Pitanje je stvaranje "pametnih" mrežnih napajanja opremljenih čvrstim statičkim transformatorima čvrstog stanja s elektronskom kontrolom, pomoću čega će se moći prilagoditi napon ovisno o potrošačkim potrebama, a posebno priključiti obnovljive i industrijske izvore energije u kućnu mrežu ili obratno oni nisu potrebni.

Još jedan obećavajući smjer su transformatori s niskotemperaturnim supravodljivim transformatorima. Rad na njihovom stvaranju započeo je 60-ih godina. Glavni problem s kojima se susreću znanstvenici je ogromna veličina kriogenskih sustava potrebnih za proizvodnju tekućeg helija. Sve se promijenilo 1986. godine, kada su otkriveni supravodljivi materijali visoke temperature.Zahvaljujući njima, postalo je moguće napustiti glomazne uređaje za hlađenje.


Transformator s poluvodičkim pretvaračem

Supravodljivi transformatori imaju jedinstvenu kvalitetu: pri visokoj gustoći struje, gubici u njima su minimalni, ali kada struja dosegne kritične vrijednosti, otpor s nulte razine dramatično se povećava.

Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: