Dispositivos estáticos eletromagnéticos são usados para criar e aplicar um campo magnético. Existem muitos casos em que um transformador é necessário em circuitos eletrônicos, elétricos e engenharia de rádio. O dispositivo é equipado com enrolamentos indutivos interligados em um núcleo magnético. A rede contribui para o surgimento de um campo alternado e o transformador, usando indução eletromagnética, fornece os valores constantes de corrente sem alterar a frequência.
Contente
Definição e propósito
Para alimentar dispositivos, são necessárias tensões de várias características. Um transformador é um projeto para usar o trabalho indutivo de um campo magnético. Bobinas de fita ou fio, unidas por um fluxo comum, diminuem ou aumentam a tensão. A TV usa 5 V para operar transistores e microcircuitos, a energia do cinescópio requer vários quilovolts ao usar um gerador em cascata.
Os enrolamentos isolados estão localizados em um núcleo feito de material magnetizado espontaneamente com um certo valor de tensão. As unidades mais antigas usavam a frequência de rede existente, em torno de 60 Hz. Nos modernos circuitos de alimentação para aparelhos elétricos, são usados transformadores de pulso com alta frequência. A tensão alternada é retificada e convertida por meio de um gerador em um valor com parâmetros especificados.
A tensão é estabilizada graças à unidade de controle com modulação por largura de pulso. Explosões de alta frequência são transmitidas ao transformador, o desempenho estável é obtido na saída. A solidez e o peso dos dispositivos dos últimos anos são substituídos por leveza e tamanho pequeno. Os indicadores lineares da unidade são proporcionais à potência na proporção de 1: 4; para reduzir as dimensões do dispositivo, a frequência da corrente aumenta.
Dispositivos maciços são usados em circuitos de fonte de alimentação se for necessário criar um nível mínimo de dispersão de interferência de alta frequência, por exemplo, ao fornecer som de alta qualidade.
Dispositivo e princípio de operação
O fabricante escolhe as regras básicas para a operação da unidade, mas isso não afeta a confiabilidade da operação. Os conceitos diferem no processo de fabricação. O princípio de operação do transformador é baseado em duas disposições:
- a mudança de movimento dos portadores de carga direcionais cria um campo de força magnético alternado;
- o efeito no fluxo de potência transmitido através da bobina produz força eletromotriz e indução.
O dispositivo é composto pelas seguintes partes:
- circuito magnético (núcleo);
- bobina ou enrolamento;
- base para a localização das voltas;
- material isolante;
- sistema de refrigeração;
- outros elementos de fixação, acesso, proteção.
A operação do transformador é realizada de acordo com o tipo de construção e combinação do núcleo e enrolamentos.No tipo haste, o condutor fica envolto em enrolamentos, é difícil vê-lo. As bobinas da espiral são visíveis, a parte superior e inferior do núcleo são visíveis, o eixo é vertical. O material de que consiste a bobina deve conduzir bem a eletricidade.
Nos produtos blindados, a haste esconde a maior parte das voltas; é colocada na horizontal ou na vertical. O projeto toroidal dos transformadores prevê a localização de dois enrolamentos independentes no circuito magnético sem conexão elétrica entre eles.
Sistema magnético
É feito de aço transformador ligado, ferrite, permalloy, mantendo a forma geométrica para produzir o campo magnético da unidade. O condutor é construído a partir de placas, fitas, ferraduras, é feito em uma prensa. A parte na qual o enrolamento está localizado é chamada de haste. Um jugo é um elemento sem voltas que completa o circuito.
O princípio de funcionamento do transformador depende do layout dos racks, o que acontece:
- plano - os eixos dos garfos e núcleos estão no mesmo plano;
- espacial - elementos longitudinais são dispostos em diferentes superfícies;
- simétrico - condutores da mesma forma, tamanho e design estão localizados em todos os garfos de maneira semelhante a outros;
- assimétrico - os racks individuais diferem em aparência, dimensões e são colocados em posições diferentes.
Se for assumido que uma corrente contínua flui através do enrolamento, que é chamado de primário, então o fio magnético é aberto. Em outros casos, o núcleo é fechado, serve para fechar as linhas de energia.
enrolamentos
Eles são feitos na forma de um conjunto de voltas dispostas em condutores quadrados.A forma é usada para trabalhar com eficiência e aumentar o fator de preenchimento na janela do circuito magnético. Se for necessário aumentar a seção transversal do núcleo, é feito na forma de dois elementos paralelos para reduzir a ocorrência de correntes parasitas. Cada um desses condutores é chamado de residencial.
A haste é embrulhada em papel, coberta com verniz esmaltado. Às vezes, dois núcleos dispostos em paralelo são incluídos em um isolamento comum, o conjunto é chamado de cabo. Os enrolamentos são diferenciados por finalidade:
- os principais - uma corrente alternada é fornecida a eles, uma corrente elétrica convertida sai;
- regulação - eles fornecem derivações para transformação de tensão com baixa intensidade de corrente;
- auxiliar - servem para alimentar sua rede com uma potência menor que o valor nominal do transformador e polarizar o circuito com corrente contínua.
Métodos de encapsulamento:
- enrolamento comum - as voltas são feitas na direção do eixo ao longo de todo o comprimento do condutor, as voltas subsequentes são enroladas firmemente, sem lacunas;
- enrolamento de parafuso - envolvimento de várias camadas com lacunas entre os anéis ou aproximando-se de elementos adjacentes;
- enrolamento de disco - uma linha em espiral é executada sequencialmente, em um círculo, o enrolamento é realizado em ordem radial nas direções interna e externa;
- a espiral da folha é colocada a partir de uma folha larga de alumínio e cobre, cuja espessura varia entre 0,1-2 mm.
Convenções
Para facilitar a leitura do diagrama do transformador, existem sinais especiais. O núcleo é desenhado com uma linha grossa, o número 1 mostra o enrolamento primário, as voltas secundárias são indicadas pelos números 2 e 3.
Em alguns esquemas, a linha do núcleo é semelhante em espessura à linha dos semicírculos de envolvimento. A designação do material da haste é diferente:
- um circuito magnético de ferrite é desenhado com uma linha grossa;
- um núcleo de aço com uma lacuna magnética é desenhado com uma linha fina com uma lacuna no meio;
- o eixo do dielétrico magnetizado é indicado por uma linha pontilhada fina;
- a barra de cobre tem a aparência de uma linha estreita no diagrama com o símbolo do material de acordo com a tabela periódica.
Pontos em negrito são usados para destacar a saída da bobina, a designação de indução instantânea é a mesma. Usado para indicar unidades intermediárias em geradores em cascata para indicar antifase. Coloque pontos se quiser definir a polaridade durante a montagem e a direção dos enrolamentos. O número de espiras no enrolamento primário é determinado condicionalmente, assim como o número de semicírculos não é padronizado, há proporcionalidade, mas não é rigorosamente observado.
Características principais
O modo inativo é usado quando o circuito secundário do transformador está aberto, não há tensão nele. A corrente passa pelo enrolamento primário, ocorre a magnetização reativa. Com a ajuda do trabalho ocioso, determina-se a eficiência, a taxa de transformação e a perda no núcleo.
Operação sob carga significa conectar a fonte de alimentação ao circuito primário, onde flui a corrente total de operação e inatividade. A carga é conectada ao circuito secundário do transformador. Este modo é comum.
A fase de curto-circuito ocorre se a resistência da bobina secundária for a única carga. Neste modo, são determinadas as perdas de aquecimento da bobina no circuito.Os parâmetros do transformador são levados em consideração no sistema de substituição do dispositivo, definindo a resistência.
A relação entre a potência consumida e a potência de saída determina a eficiência do transformador.
Area de aplicação
Os eletrodomésticos têm contato com a terra através de um fio neutro. O contato simultâneo pelo consumidor de corrente da fase e do circuito neutro leva ao fechamento do circuito e lesões. A conexão através de um transformador de isolamento permite proteger uma pessoa, pois o enrolamento secundário não entra em contato com o solo.
As unidades de pulso são usadas na transmissão de um impulso retangular e na transformação de sinais curtos sob carga. Na saída, a polaridade e a amplitude da corrente mudam, mas a tensão permanece inalterada.
O equipamento de medição DC é um amplificador magnético. O movimento direcional de elétrons de baixa potência ajuda a alterar a tensão alternada. O retificador fornece energia constante e depende dos valores de eletricidade de entrada.
As unidades de energia são amplamente utilizadas em pequenos geradores de corrente, potência, indicadores em motores a diesel são médios. Os transformadores são montados em série com a carga, o dispositivo é conectado à fonte pelo enrolamento primário, o circuito secundário produz a energia convertida. O valor da corrente de saída é diretamente proporcional à carga. Equipamento com 3 barras magnéticas é usado se o gerador for trifásico.
As unidades inversoras possuem transistores de mesma condutividade e amplificam apenas parte do sinal na saída. Para conversão de tensão completa, um pulso é aplicado a ambos os transistores.
O equipamento de correspondência é usado para conectar dispositivos eletrônicos com alta resistência na entrada e saída da carga com baixa taxa de transmissão de eletricidade. As unidades são úteis em linhas de alta frequência onde a diferença de magnitude leva a perdas de energia.
Tipos de transformadores
A classificação dos transformadores depende do valor nominal da corrente nos circuitos primário e secundário. Em espécies comuns, o indicador está na faixa de 1-5 A.
A unidade de separação não prevê a conexão de ambas as espirais. O equipamento fornece isolamento galvânico, ou seja, a transmissão de um impulso de forma sem contato. Sem ele, a corrente que flui entre os circuitos é limitada apenas pela resistência, que não é levada em consideração devido ao pequeno valor.
O transformador correspondente garante que os diferentes valores de resistência sejam combinados para minimizar a distorção da forma de onda de saída. Serve para a organização do isolamento galvânico.
Antes de descobrir o que são transformadores de potência, eles observam que são produzidos para trabalhar com redes de alta potência. Dispositivos de corrente alternada alteram o desempenho energético em instalações receptoras e funcionam em locais com grande capacidade e taxa de variação de eletricidade.
Um transformador rotativo não deve ser confundido com um equipamento rotativo, uma máquina para converter o ângulo de rotação em tensão do circuito, onde a eficiência depende da velocidade de rotação. O aparelho transmite um impulso elétrico para as partes móveis do equipamento, por exemplo, para o cabeçote de um videocassete. Núcleo duplo com enrolamentos separados, um dos quais gira em torno do outro.
A unidade de óleo usa resfriamento de bobina com óleo de transformador especial.Eles têm um circuito fechado. Ao contrário das espécies aéreas, eles podem interagir com redes de alta potência.
Transformadores de soldagem para otimizar o desempenho do equipamento, reduzir a tensão e gerar corrente de alta frequência. Isso se deve a uma mudança na reatância indutiva ou no desempenho ocioso. A regulação da etapa é realizada pelo layout do enrolamento elétrico nos condutores.
