Wat is de transformatieverhouding van een transformator?

Een transformator is een elektronisch apparaat dat bedrijfsgrootheden kan veranderen en wordt gemeten met de transformatieverhouding, k. Dit getal geeft de verandering, schaalvergroting aan van een parameter zoals spanning, stroom, weerstand of vermogen.

Wat is een transformatie verhouding

Een transformator verandert een parameter niet in een andere, maar werkt met hun waarden. Het wordt niettemin een convertor genoemd. Afhankelijk van de wijze waarop de primaire wikkeling op de stroomvoorziening is aangesloten, verandert het doel van het toestel.

Deze apparaten zijn wijdverspreid in het huis. Zij hebben tot doel een huishoudelijk apparaat van stroom te voorzien op een zodanige wijze dat de stroom overeenkomt met de nominale waarde die op het gegevensblad van het apparaat is aangegeven. Bijvoorbeeld, de netspanning is 220 volt, de telefoonbatterij wordt opgeladen met een 6 volt voeding. Het is dus nodig de netspanning te verminderen met een factor 220:6 = 36,7, deze waarde wordt de transformatieverhouding genoemd.

Om dit nauwkeurig te kunnen berekenen, moet men zich de constructie van de transformator zelf herinneren. Een dergelijk toestel heeft een kern van een speciale legering en ten minste 2 spoelen:

• primair;
• secundair.

De primaire spoel is verbonden met de stroomvoorziening, de secundaire spoel met de belasting, en er kunnen er 1 of meer zijn. Een wikkeling is een spoel bestaande uit elektrisch isolerend draad gewikkeld op een frame, of zonder frame. Een volledige omwenteling van de draad wordt een spoel genoemd. De eerste en tweede spoel zijn gemonteerd op een kern, waarmee energie tussen de windingen wordt overgebracht.

De transformatieverhouding van een transformator

Een speciale formule bepaalt het aantal geleiders in de wikkeling en houdt rekening met alle speciale kenmerken van de gebruikte kern. Daarom zal het aantal windingen in de primaire spoelen in verschillende apparaten verschillend zijn, ook al zijn ze op dezelfde stroombron aangesloten. De wikkelingen worden berekend in verhouding tot de spanning; indien meerdere belastingen met verschillende voedingsspanningen op de transformator moeten worden aangesloten, zal het aantal secundaire wikkelingen overeenkomen met het aantal aan te sluiten belastingen.

Als men het aantal windingen van de primaire en secundaire wikkeling kent, kan men de k van het toestel berekenen. Volgens de definitie van GOST 17596-72 "Transformatiefactor - De verhouding van het aantal windingen in de secundaire tot het aantal windingen in de primaire, of de verhouding van de secundaire spanning tot de primaire spanning in onbelaste toestand, exclusief het spanningsverlies in de transformator". Als deze k-factor groter is dan 1, is de eenheid een step-down transformator, als hij kleiner is, is het een step-up transformator. In GOST wordt een dergelijk onderscheid niet gemaakt, dus wordt het hoogste getal gedeeld door het laagste getal en is k altijd groter dan 1.

In de elektriciteitsvoorziening helpen omvormers de transmissieverliezen te beperken. Daartoe wordt de door de centrale opgewekte spanning verhoogd tot enkele honderdduizenden volts. De spanning wordt vervolgens met behulp van dezelfde apparaten verlaagd tot de vereiste waarde.

Transformatoren met spanningsregelaars worden geïnstalleerd in tractieonderstations die de industrie en de woonwijken van stroom voorzien. Van de secundaire spoel worden hulpuitgangen genomen, waarvan de aansluiting het mogelijk maakt de spanning in een klein bereik te variëren. Dit gebeurt met een boutverbinding of een knop. In dit geval wordt de transformatieverhouding van de vermogenstransformator gespecificeerd in zijn gegevensblad.

Definitie en formule voor de verhouding van de transformator

Het blijkt dat de verhouding een constante is, die de schaling van de elektrische parameters aangeeft, en volledig afhankelijk is van het ontwerp van het toestel. De berekening van k wordt voor verschillende parameters anders uitgevoerd. Er zijn de volgende categorieën transformatoren:

• door voltage;
• huidig;
• door weerstand.

Alvorens de coëfficiënt te bepalen, moet eerst de spanning over de spoelen worden gemeten. De GOST bepaalt dat deze meting moet worden verricht wanneer de spoelen niet draaien. Als er geen belasting op de omvormer is aangesloten, kan de waarde op het typeplaatje van de eenheid worden afgelezen.

De aflezing van de primaire wikkeling wordt dan gedeeld door die van de secundaire wikkeling; dit wordt de coëfficiënt. Als het aantal windingen in elke spoel bekend is, wordt het aantal windingen in de primaire spoel gedeeld door het aantal windingen in de secundaire spoel. In deze berekening wordt de spoelweerstand verwaarloosd. Als er verschillende secundaire wikkelingen zijn, wordt voor elke wikkeling een andere k gevonden.

Stroomtransformatoren hebben hun eigen kenmerk: hun primaire wikkeling is in serie met de belasting geschakeld. De primaire en secundaire stromen worden gemeten vóór de berekening van de k-waarde. De primaire stroom wordt ontleed in de secundaire stroom. Indien het aantal windingen op het gegevensblad beschikbaar is, kan k worden berekend door het aantal windingen van de secundaire wikkeldraad te delen door het aantal windingen van de primaire wikkeldraad.

Bij het berekenen van de coëfficiënt voor een impedantietransformator, ook wel bijpassende transformator genoemd, moet men eerst de ingangs- en uitgangsimpedantie bepalen. Daartoe wordt het vermogen berekend, dat gelijk is aan het product van spanning en stroom. Het vermogen wordt dan gedeeld door het kwadraat van de spanning om de weerstand te verkrijgen. De fractie van de ingangsweerstand van de transformator en de belasting ten opzichte van de primaire kring en de ingangsweerstand van de belasting in de secundaire kring geeft k van het toestel.

Er is een andere manier om dit te berekenen. U moet de k-factor vinden door spanning en deze kwadrateren, het resultaat zal vergelijkbaar zijn.

Verschillende soorten transformatoren en hun verhoudingen

Hoewel de converters structureel niet veel van elkaar verschillen, is hun doel vrij uitgebreid. Naast de besproken transformatoren zijn er de volgende typen:

• stroomtransformator;
• autotransformator;
• puls;
• lassen;
• isolerend;
• passend;
• pic-transformer;
• dubbele choke;
• transfluctor;
• roterend;
• lucht en olie;
• driefasig.

Een kenmerk van de autotransformator is dat er geen galvanische scheiding is, de primaire en secundaire wikkelingen zijn gemaakt met dezelfde draad, waarbij de secundaire deel uitmaakt van de primaire. De pulstransformator schaalt korte rechthoekige pulssignalen. De las werkt in kortsluiting. Afscheiders worden gebruikt waar speciale elektrische veiligheid vereist is: natte ruimten, ruimten met veel metalen producten en dergelijke. Hun k is meestal gelijk aan 1.

De piek-tot-piek transformator zet de sinusoïdale spanning om in een gepulseerde spanning. Een dubbele smoorspoel is twee dubbele spoelen, maar verwijst naar transformatoren wat hun ontwerpkenmerken betreft. De transfluctor bevat een kern van een magnetische kern, die een hoge restmagnetiseringswaarde heeft, waardoor hij als geheugen kan worden gebruikt. De roterende zendt signalen naar roterende voorwerpen.

Lucht- en olietransformatoren verschillen in de manier waarop zij worden gekoeld. Die op oliebasis worden gebruikt voor hoge vermogens. Driefasige transformatoren worden gebruikt in driefasige stroomkringen.

Zie de tabel voor meer informatie over de transformatieverhouding van de stroomtransformator.

Bijna alle bovengenoemde apparaten hebben een kern om magnetische flux over te brengen. De flux wordt gecreëerd door de beweging van elektronen in elke winding van de spoel, en de stromen mogen niet nul zijn. De stroomtransformatieverhouding hangt ook af van het type kern:

• kern;
• gepantserd.

In een gepantserde kern hebben magnetische velden een grotere invloed op de schaling.

Wat is een transformator, zijn constructie, werkingsprincipe en doel

Stroomtransformatoren: apparaat, werkingsprincipe en types

Hoe maak ik een Tesla spoel met mijn eigen handen?

Wat is een transformator: de structuur, het werkingsprincipe en het doel

Hoe sluit ik een step-down transformator van 220 naar 12 volt aan?

Wat is een schakelende voeding en waar wordt die gebruikt?