Модул 105-1. Трансформатор

Трансформатор нь маш өргөн хэрэглэгддэг төхөөрөмж бөгөөд тэрээр хэдхэн милл Вольт-Ампер-аас хэдэн Гига Вольт-Ампер хүртэл маш өргөн мужид ажилладаг болно.

Трансформатор нь соронзон орон ашиглан давтамжийг өөрчлөхгүйгээр хүчдэл, гүйдэл, импедансыг маш хялбар өөрчилж чаддаг бөгөөд 90-99%-ийн үр ашигтай төхөөрөмж болно.

Үндсэндээ тусгаарлагдсан трансформатор, авто-трансформатор, гүйдлийн трансформатор гэсэн үндсэн гурван төрлийнх байна.

Трансформаторын бүхий л утга нь цорын ганц ороодосны тоон харьцаагаар тодорхойлогддог. Хэрэв 1-р ороомгийн ороодосны тоо 1000, 2-р ороомгийн ороодосны тоо 250 бол энэ харьцаа 4:1 буюу 4 байна.

Хэрэв

• 1-р ороомгийн хүчдэл EP 
• 2-р ороомгийн хүчдэл ES 
• 1-р ороомгийн гүйдэл IP 
• 2-р ороомгийн гүйдэл IS 
• 1-р ороомгийн ороодосны тоо NP 
• 2-р ороомгийн ороодосны тоо NS 

гэвэл эдгээр нь дараах байдлаар хоорондоо холбоотой. Үүнд 1-р ороомгийг тэжээлд холбогдох ороомог, 2-р ороомгийг ачаалалд холбогдох ороомог хэмээн үзнэ.

Тусгаарлагдсан трансформатор

Тусгаарлагдсан гэдэг нь 1-р ба 2-р ороомог нь физикийн хувьд тусгаарлагдсан, хоорондоо холбоогүй гэсэн утгыг илэрхийлнэ. Өөрөөр хэлбэл 1-р ороомгоос 2-р ороомог уруу электрон шууд шилжихгүй, физикийн хувьд 1 ба 2-р ороомог тус тусдаа оршино.

Энэ тусгаарлагдсан байдал нь энэ төрлийн трансформаторуудын гол онцлог шинж болно. Заримдаа 1 ба 2-р ороомгийн ороодосны харьцаа 1:1 байдаг бөгөөд эдгээр трансформаторуудын хувьд хэлхээ тусгаарлагдсан байх нь хамгийн чухал шинж юм.

Тэгвэл ингэж тусгаарлах нь юугаараа давуу талтай гэж. Спайк гэж нэрлэгддэг маш их хэмжээтэй гэнэтийн хүчдэл заримдаа орж ирдэг. Энэ сигнал маш богино хугацаанд гарч ирдэг. Харин ороомгоор гүйдэл гүйж байх үед гэнэтийн ийм өөрчлөлтийн эсрэг ороомог маш сайн ажилладаг болохыг бид үзсэн. Тиймээс трансформатор ашиглаж хэлхээг ингэж тусгаарласнаар гэнэтийн орж ирсэн ийм спайк сигналуудыг маш амжилттай арилгаж чаддаг.

Тэгэхээр тусгаарлагдсан бүтэцтэй трансформаторыг хийдэг үндсэн дизайн нь нэг төмөр зүрхэвчийг зурагт үзүүлсний дагуу ороож хийдэг байна.

Хэрэв 1-р ороомгийг тэжээл холбож түүгээр хувьсах гүйдлийг гүйлгэе.

Ингэж 1-р ороомгоор хувьсах гүйдэл гүйлгэхэд 1-р ороомогт үүсэх соронзон орны улмаас 2-р ороомгоор гүйдэл гүйх болно.

Эхний жишээг авч үзье. Хэрэв 1-р ороомгийг 240 В-ийн хувьсах хүчдэлийн тэжээлтэй холбоход 2-р ороомог дээр 96 В-ийн хүчдэл гарч байвал энэ трансформатор нь 2.5:1 гэсэн харьцаатай байна гэнэ.

Ингэж 2-р ороомгийн хүчдэл нь буурч байвал 2-р ороомгийн ороодосны тоо нь 1-р ороомгийн ороодосноос 2.5 дахин бага байна гэсэн утгатай юм.

Хэрэв 2-р ороомогт 24 Ом-ын эсэргүүцэлтэй ачаалал холбож өгвөл ачаагаар 4 А гүйдэл гүйнэ.

2-р ороомгоор 4 А гүйдэл гүйж байгаа бол 1-р ороомгоор үүнээс 2,5 дахин бага буюу 1,6 А гүйдэл гүйжээ.

Иймээс 1 ба 2-р ороомог дахь чадал нь ижилхэн 384 VA байна.

Хэрэв 2-р ороомгийн ороодосны тоо нь 150 байсан бол 1-р ороомог нь үүнээс 2,5 дахин их буюу 375 ороодостой байна.

Дараагийн жишээг авч үзье. Хэрэв 1-р ороомгийг 120 В хувьсах хүчдэлтэй холбоход 2-р ороомог дээр 500 В хүчдэл гарч байвал энэ удаа уг трансформаторын харьцаа 1:4.17 байна.

Хэрэв 2-р ороомогт 1200 Ом-ын эсэргүүцэлтэй ачааг холбох үед 2-р ороомгоор 0,417 А гүйдэл гүйнэ.

Ингэвэл 1-р ороомгоор 4.17 дахин их гүйдэл буюу 1.739 А гүйдэл гүйнэ.

Энэ тохиолдолд 1 ба 2-р ороомогт унах чадал нь доорх байдалтай байна. Энд бага зэрэг ялгаа байгаа нь тооцооны үед ойролцооллыг хэрхэн авснаас болж гарсан ялгаа болно.

Хэрэв 2-р ороомгийн ороодосны тоо нь 800 бол харин 1-р ороомгийн ороодосны тоо нь 4.17 дахин бага буюу 192 байна.

Трансформатор нь 1 ба 2-р ороомгийн талд зөвхөн 1, 1 ороомог байдаггүй, харин олон далавчтай байж болдог. Жишээ нь 2-р ороомог дээр 24 В хүчдэл гаргахын тулд 1-р ороомог дээрх тэжээлийн хүчдэл нь 120 В, 208 В, 240 В тус тус байж болох сонголтуудтай оролтын тал нь олон далавчтай байж болно.

Эсвэл оролтын хүчдэл нь 120 В байхад 2-р ороомог дээр 12 В, 24 В, 48 В хүчдэлүүд гардаг байхаар гаралтын тал нь олон далавчтай хийж болно.

Үүнээс гадна 2-р ороомгийн зүрхэвч дээрх ороомгууд нь хоорондоо ямар ч холбоогүй физик тусгаарлагдсан байх ч боломжтой.

Жишээ нь 2-р ороомгийн тал дээр тусдаа 3 ороомог байх жишээг авч үзье.

Хамгийн эхний дээд талын ороомог дээрх хүчдэл 560 В байхын тулд энэ ороомгийн харьцаа нь 1:4.67 гэсэн харьцаатай байна.

Хэрэв энэ ороомгийн ачаалал нь 1000 Ом-ын эсэргүүцэлтэй бол 0.56 А гүйдэл гүйнэ.

Хэрэв 1-р ороомгийн ороодосны тоо 300 бол энэ ороомгийн ороодос нь 1401 байна.

Энэ ороомгийн нөлөөгөөр 1-р ороомгоор 2,61 А гүйдэл гүйнэ.

Харин 2 дахь ороомгийн хувьд харьцаа нь 1:1.73 байна.

Хэрэв энэ ороомгийн ачаалал нь 400 Ом эсэргүүцэлтэй бол үүгээр гүйх гүйдэл 0.52 А болно.

1-р ороомгийн ороодосны тоо нь 300 хэвээр учраас энэ ороомгийн ороодос нь 519 байна.

Ингээд энэ ороомгийн улмаас 1-р ороомгоор 0.9 А гүйдэл гүйнэ.

Харин 3 дахь ороомгийн харьцаа нь 5:1 байна.

Энэ ороомгийн ачаа нь 6 Ом эсэргүүцэлтэй тул энэ ороомгоор 4 А гүйдэл гүйнэ.

Харин энэ ороомгийн ороодос нь 60 байна.

Ингээд энэ ороомгийн улмаас 1-р ороомгоор 0.8 А гүйдэл гүйнэ.

Ингээд нийтдээ 1-р ороомгоор нийт энэ 3 ороомгийн ачааллын улмаас гүйж буй гүйдлүүдийн нийлбэр болох 4.31 А гүйдэл гүйнэ.