ట్రాన్స్ఫార్మర్ అనేది ఒక వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌ను మరొక (లేదా సమానమైన) వోల్టేజ్ మరియు అదే ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌గా మార్చడానికి ఉపయోగించే విద్యుదయస్కాంత పరికరం.
కంటెంట్‌లు
ట్రాన్స్ఫార్మర్ రూపకల్పన మరియు పనితీరు
దాని సరళమైన రూపంలో ట్రాన్స్ఫార్మర్ W వైండింగ్ల సంఖ్యతో ప్రాథమిక వైండింగ్‌ను కలిగి ఉంటుంది1 మరియు W తో ద్వితీయ2. ప్రాధమిక వైండింగ్‌కు శక్తి సరఫరా చేయబడుతుంది, లోడ్ ద్వితీయ వైండింగ్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ ద్వారా శక్తి బదిలీ చేయబడుతుంది. విద్యుదయస్కాంత సంయోగాన్ని మెరుగుపరచడానికి, చాలా సందర్భాలలో మూసివేసే కోర్ (మాగ్నెటిక్ కోర్) పై ఉంచబడుతుంది.
ఒక ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్ U అయితే1అప్పుడు ఒక ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ I1ఇది కోర్లో అదే ఆకారంలో ఉన్న మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ Fని సృష్టిస్తుంది. ఈ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ద్వితీయ వైండింగ్లో EMFని ప్రేరేపిస్తుంది. ఒక లోడ్ సెకండరీ సర్క్యూట్‌కు కనెక్ట్ చేయబడితే, ద్వితీయ కరెంట్ I2.
ద్వితీయ వైండింగ్‌లోని వోల్టేజ్ W మలుపుల నిష్పత్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది1 మరియు W2:
యు2= యు1*(W1/W2)=యు1/k, ఇక్కడ k పరివర్తన నిష్పత్తి.
k<1 అయితే U2> యు1, మరియు అటువంటి ట్రాన్స్ఫార్మర్ను స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ అంటారు. k>1 అయితే, U2<>1, ఇది ట్రాన్స్ఫార్మర్ను స్టెప్-డౌన్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ అంటారు. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క అవుట్పుట్ పవర్ ఇన్‌పుట్ పవర్‌కి సమానం కాబట్టి (ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లోని నష్టాలను మైనస్) మనం Rf=Rin, U అని చెప్పవచ్చు.1* ఐ1= యు2* ఐ2 మరియు నేను2= నేను1*k=I1*(W1/W2) అందువలన, నష్టం లేని ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజీలు వైండింగ్ మలుపుల నిష్పత్తికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి. మరియు ప్రవాహాలు ఈ నిష్పత్తికి విలోమానుపాతంలో ఉంటాయి.
ఒక ట్రాన్స్ఫార్మర్ వేర్వేరు నిష్పత్తులతో ఒకటి కంటే ఎక్కువ ద్వితీయ వైండింగ్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, గృహ లైట్ బల్బులను సరఫరా చేయడానికి 220 వోల్ట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఒక ద్వితీయ వైండింగ్ కలిగి ఉంటుంది, ఉదా. యానోడ్ సర్క్యూట్‌లను సరఫరా చేయడానికి 500 వోల్ట్ మరియు ప్రకాశించే సర్క్యూట్‌లను సరఫరా చేయడానికి 6 వోల్ట్. మొదటి సందర్భంలో k<1, రెండవ సందర్భంలో k>1.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్తో మాత్రమే పనిచేస్తుంది - ద్వితీయ వైండింగ్లో EMF సంభవించడానికి, అయస్కాంత ప్రవాహం మారాలి.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ల కోసం కోర్ల రకాలు
ఆచరణలో, పేర్కొన్న ఆకారం మాత్రమే కాకుండా కోర్లు ఉపయోగించబడతాయి. పరికరం యొక్క ఉద్దేశ్యంపై ఆధారపడి, మాగ్నెటిక్ కోర్లను వివిధ మార్గాల్లో తయారు చేయవచ్చు.
కోర్ కోర్లు
తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోర్లను ఉచ్చారణ అయస్కాంత లక్షణాలతో ఉక్కుతో తయారు చేస్తారు. ఎడ్డీ కరెంట్‌లను తగ్గించడానికి కోర్ అర్రే ఒకదానికొకటి విద్యుత్ ఇన్సులేట్ చేయబడిన వ్యక్తిగత ప్లేట్ల నుండి సమీకరించబడుతుంది. అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఆపరేషన్ కోసం, ఫెర్రైట్స్ వంటి ఇతర పదార్థాలు ఉపయోగించబడతాయి.
పైన చర్చించిన కోర్ని రాడ్ కోర్ అని పిలుస్తారు మరియు రెండు రాడ్లను కలిగి ఉంటుంది. సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ల కోసం, మూడు-కోర్ కోర్లు కూడా ఉపయోగించబడతాయి. అవి తక్కువ మాగ్నెటిక్ స్ట్రే ఫ్లక్స్ మరియు అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఈ సందర్భంలో, ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్లు రెండూ సెంట్రల్ కోర్లో ఉంచబడతాయి.
మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్లు కూడా మూడు-దశల కోర్లలో తయారు చేయబడతాయి. ప్రతి దశ యొక్క ప్రాథమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్లు ఒక్కొక్కటి దాని స్వంత కోర్లో ఉంటాయి. కొన్ని సందర్భాల్లో, ఐదు-కోర్ కోర్లు ఉపయోగించబడతాయి.వైండింగ్లు సరిగ్గా అదే విధంగా అమర్చబడి ఉంటాయి, ప్రైమరీ మరియు సెకండరీ ప్రతి దాని స్వంత కోర్లో ఉంటాయి మరియు ప్రతి వైపు రెండు బయటి రాడ్‌లు నిర్దిష్ట మోడ్‌లలో అయస్కాంత ప్రవాహాలను షార్ట్-సర్క్యూట్ చేయడానికి మాత్రమే ఉపయోగించబడతాయి.
పకడ్బందీగా
సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు సాయుధ కోర్లో తయారు చేయబడతాయి - రెండు కాయిల్స్ మాగ్నెటిక్ కోర్ యొక్క సెంట్రల్ కోర్లో ఉంచబడతాయి. అటువంటి కోర్లోని మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మూడు-కోర్ డిజైన్ మాదిరిగానే షార్ట్-సర్క్యూట్ చేయబడింది - పక్క గోడల ద్వారా. ఈ సందర్భంలో చెదరగొట్టే ఫ్లక్స్ చాలా చిన్నది.
ఈ డిజైన్ యొక్క ప్రయోజనాలు వైండింగ్ ద్వారా కోర్ విండోను దట్టంగా నింపే అవకాశం కారణంగా పరిమాణం మరియు బరువులో కొంత లాభం కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి తక్కువ-శక్తి ట్రాన్స్ఫార్మర్ల తయారీకి సాయుధ కోర్లను ఉపయోగించడం ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. దీని పర్యవసానంగా చిన్న మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ కూడా ఉంటుంది, ఇది తక్కువ నో-లోడ్ నష్టాలకు దారితీస్తుంది.
ప్రతికూలతలు తనిఖీ మరియు మరమ్మత్తు కోసం వైండింగ్‌లకు మరింత కష్టతరమైన ప్రాప్యత, అలాగే అధిక వోల్టేజ్‌ల కోసం ఇన్సులేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడంలో కష్టం.
టొరాయిడల్
టొరాయిడల్ కోర్లతో, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ పూర్తిగా కోర్ లోపల మూసివేయబడుతుంది మరియు వాస్తవంగా మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ వెదజల్లడం లేదు. కానీ ఈ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు గాలికి కష్టంగా ఉంటాయి, కాబట్టి అవి చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడతాయి, ఉదా. తక్కువ శక్తి యొక్క నియంత్రిత ఆటోట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లలో లేదా జోక్యం రోగనిరోధక శక్తి ముఖ్యమైన అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పరికరాలలో.
ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్
కొన్ని సందర్భాల్లో ట్రాన్స్ఫార్మర్లను ఉపయోగించడం మంచిది, దీనిలో వైండింగ్ల మధ్య అయస్కాంత కనెక్షన్ మాత్రమే కాకుండా, విద్యుత్ ఒకటి కూడా ఉంటుంది. అంటే, స్టెప్-అప్ పరికరంలో, ప్రైమరీ వైండింగ్ అనేది సెకండరీ వైండింగ్లో భాగం మరియు స్టెప్-డౌన్ పరికరంలో, సెకండరీ వైండింగ్ ప్రాథమిక వైండింగ్లో భాగం. అటువంటి పరికరాన్ని ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్ (AT) అంటారు.
స్టెప్-డౌన్ ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్ సాధారణ వోల్టేజ్ డివైడర్ కాదు - సెకండరీ సర్క్యూట్‌కు శక్తిని బదిలీ చేయడంలో మాగ్నెటిక్ కలపడం కూడా పాల్గొంటుంది.
ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్ల ప్రయోజనాలు:
- తక్కువ నష్టాలు;
- వోల్టేజ్ను సజావుగా నియంత్రించే సామర్థ్యం;
- తక్కువ బరువు మరియు కొలతలు (ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్ చౌకైనది, రవాణా చేయడం సులభం);
- తక్కువ అవసరమైన పదార్థం కారణంగా తక్కువ ధర.
ప్రతికూలతలు అధిక వోల్టేజ్ కోసం రూపొందించబడిన రెండు వైండింగ్ల ఇన్సులేషన్ అవసరం, అలాగే ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ లేకపోవడం, ఇది వాతావరణ దృగ్విషయాల ప్రభావాలను ప్రాధమిక సర్క్యూట్ నుండి సెకండరీ సర్క్యూట్‌కు బదిలీ చేయగలదు. అదే సమయంలో, సెకండరీ సర్క్యూట్ యొక్క మూలకాలు గ్రౌన్దేడ్ చేయబడవు. అలాగే, పెరిగిన షార్ట్-సర్క్యూట్ ప్రవాహాలు AT ల యొక్క ప్రతికూలతగా పరిగణించబడతాయి. మూడు-దశల ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్లతో, వైండింగ్లు సాధారణంగా గ్రౌన్దేడ్ న్యూట్రల్తో నక్షత్రంలో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఇతర కనెక్షన్ పథకాలు సాధ్యమే, కానీ చాలా క్లిష్టంగా మరియు గజిబిజిగా ఉంటాయి. ఇది ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్ల వినియోగాన్ని పరిమితం చేసే ప్రతికూలత.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ అప్లికేషన్లు
వోల్టేజీని పెంచడానికి లేదా తగ్గించడానికి ట్రాన్స్ఫార్మర్ల ఆస్తి పరిశ్రమలో మరియు ఇంటిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
వోల్టేజ్ పరివర్తన
వివిధ దశలలో పారిశ్రామిక వోల్టేజ్ స్థాయికి వివిధ అవసరాలు ఉన్నాయి. వివిధ కారణాల వల్ల, విద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తిలో అధిక-వోల్టేజ్ జనరేటర్లను ఉపయోగించడం లాభదాయకం కాదు. అందుకే, ఉదాహరణకు, జలవిద్యుత్ కేంద్రాలలో 6...35 కి.వి. దీనికి విరుద్ధంగా, విద్యుత్ రవాణాకు అధిక వోల్టేజీలు అవసరమవుతాయి - దూరాన్ని బట్టి 110 kV నుండి 1150 kV వరకు. ఈ వోల్టేజ్ మళ్లీ 6 ... 10 kV కి తగ్గించబడుతుంది, స్థానిక సబ్‌స్టేషన్‌లకు పంపిణీ చేయబడుతుంది, అక్కడ నుండి 380 (220) వోల్ట్లకు తగ్గించబడుతుంది మరియు తుది వినియోగదారునికి వస్తుంది. గృహ మరియు పారిశ్రామిక ఉపకరణాల కోసం, ఇది ఇప్పటికీ తగ్గించబడాలి, సాధారణంగా 3 ... 36 వోల్ట్లకు.
ఈ కార్యకలాపాలన్నీ దీనితో నిర్వహించబడతాయి శక్తి ట్రాన్స్ఫార్మర్లు. వారు పొడి లేదా నూనె వెర్షన్ కావచ్చు. రెండవ సందర్భంలో, వైండింగ్లతో కూడిన కోర్ చమురుతో ట్యాంక్లో ఉంచబడుతుంది, ఇది ఇన్సులేటింగ్ మరియు శీతలీకరణ మాధ్యమం.
గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్
గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ ఎలక్ట్రికల్ పరికరాల భద్రతను పెంచుతుంది. మీరు నేరుగా 220 వోల్ట్ల నుండి పరికరానికి శక్తినివ్వకపోతే, కండక్టర్లలో ఒకటి భూమికి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, కానీ 220/220 వోల్ట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వారా, సరఫరా వోల్టేజ్ అలాగే ఉంటుంది. కానీ భూమి మరియు సెకండరీ కరెంట్ మోసే భాగాలు ఒకే సమయంలో తాకినట్లయితే, కరెంట్ ప్రవహించడానికి సర్క్యూట్ ఉండదు మరియు విద్యుదాఘాతం ప్రమాదం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.
వోల్టేజ్ కొలత
అన్ని ఎలక్ట్రికల్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో, వోల్టేజ్ స్థాయిలను తప్పనిసరిగా పర్యవేక్షించాలి. 1000 వోల్ట్ల వరకు వోల్టేజ్ తరగతిని ఉపయోగించినట్లయితే, వోల్టమీటర్లు ప్రత్యక్ష భాగాలకు నేరుగా కనెక్ట్ చేయబడతాయి. 1,000 వోల్ట్ల కంటే ఎక్కువ ఉన్న ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో ఇది అలా కాదు - ఈ వోల్టేజ్ను తట్టుకోగల పరికరాలు చాలా పెద్దవిగా ఉంటాయి మరియు ఇన్సులేషన్ విచ్ఛిన్నం అయినప్పుడు సురక్షితం కాదు. అందువల్ల, అటువంటి వ్యవస్థలలో, వోల్టమీటర్లు అనుకూలమైన పరివర్తన నిష్పత్తితో ట్రాన్స్ఫార్మర్ల ద్వారా అధిక-వోల్టేజ్ కండక్టర్లకు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, 10 kV నెట్వర్క్ల కోసం, 1:100 కొలిచే ట్రాన్స్ఫార్మర్లు ఉపయోగించబడతాయి, అవుట్పుట్ 100 వోల్ట్ల ప్రామాణిక వోల్టేజ్. ప్రాధమిక వోల్టేజ్ వ్యాప్తిలో మారితే, అదే సమయంలో ద్వితీయంలో కూడా మారుతుంది. వోల్టమీటర్ యొక్క స్కేల్ సాధారణంగా ప్రాథమిక వోల్టేజ్ పరిధిలో గ్రాడ్యుయేట్ చేయబడుతుంది.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ తయారీ మరియు నిర్వహించడానికి చాలా క్లిష్టమైన మరియు ఖరీదైన భాగం. అయినప్పటికీ, ఈ పరికరాలు అనేక ప్రాంతాలలో ఎంతో అవసరం, మరియు ప్రత్యామ్నాయం లేదు.
సంబంధిత కథనాలు:
