Трансформатор - это стационарное электрическое оборудование, которое использует принцип электромагнитной индукции для передачи электроэнергии и преобразования напряжения. Основная функция заключается в том, чтобы изменить уровень напряжения и тока переменного тока, сохраняя частоту и мощность передачи в основном без изменений. Нужны различные типы трансформаторов, чтобы связаться с нашей компанией, известными китайскими компаниями.

Принцип работы и функции трансформатора

I. Принцип работы (Электромагнитная индукция)

Трансформаторы работают на основе закона электромагнитной индукции Фарадея. Их основная функция — передача электрической энергии и изменение уровня переменного напряжения и тока, при сохранении частоты и передаваемой мощности практически неизменными (без учета потерь).

1.Создание магнитного поля:

Когда переменный ток (AC) протекает через первичную обмотку (входная обмотка) трансформатора, он создает переменное магнитное поле (изменяющееся по силе и направлению) вокруг обмотки.

Это переменное магнитное поле концентрируется в замкнутом магнитопроводе, выполненном из сердечника (обычно шихтованной электротехнической стали). Сердечник значительно усиливает магнитное поле и направляет магнитный поток, повышая эффективность.

2.Индуцирование электродвижущей силы (ЭДС):

Это переменное магнитное поле пересекает вторичную обмотку (выходная обмотка), намотанную на тот же сердечник.

Согласно закону Фарадея, изменяющийся магнитный поток через замкнутый контур (вторичную обмотку) индуцирует в этом контуре электродвижущую силу (напряжение).

Следовательно, переменное напряжение индуцируется на выводах вторичной обмотки.

3.Трансформация напряжения:

Величина индуцированного напряжения (действующее значение) в первичной и вторичной обмотках пропорциональна их количеству витков (N).

Формула: V₁ / V₂ = N₁ / N₂

V₁: Первичное напряжение (Входное напряжение)

V₂: Вторичное напряжение (Выходное напряжение)

N₁: Количество витков первичной обмотки

N₂: Количество витков вторичной обмотки

Повышающий трансформатор: Если N₂ > N₁, то V₂ > V₁.

Понижающий трансформатор: Если N₂ < N₁, то V₂ < V₁.

4.Передача энергии:

Когда вторичная обмотка подключена к нагрузке, замыкая цепь, индуцированное напряжение вызывает ток через нагрузку, передавая электрическую энергию с первичной стороны на вторичную.

На основе закона сохранения энергии (без учета потерь в трансформаторе), входная мощность P₁ приблизительно равна выходной мощности P₂: P₁ ≈ P₂ => V₁ * I₁ ≈ V₂ * I₂.

Следовательно, Трансформация тока: Повышение напряжения соответствует пропорциональному уменьшению тока; понижение напряжения соответствует пропорциональному увеличению тока. Формула: I₁ / I₂ ≈ V₂ / V₁ = N₂ / N₁.

II. Ключевые функции

Трансформаторы играют жизненно важную роль в современных энергосистемах и электронном оборудовании:

1.Трансформация напряжения (Основная функция):

Повышение напряжения: На электростанциях повышает относительно низкое генерируемое напряжение (напр., 10 кВ, 20 кВ) до сверхвысокого (СВН) или ультравысокого напряжения (УВН) (напр., 110 кВ, 220 кВ, 500 кВ, 750 кВ, 1000 кВ). Это значительно снижает потери мощности (P_потерь = I²R) при дальней передаче за счет уменьшения тока (I).

Понижение напряжения: В точках потребления (города, заводы, дома) понижает высокое напряжение сети до безопасных и пригодных для использования уровней (напр., 35 кВ, 10 кВ, 380 В, 220 В, 110 В) поэтапно.

2.Трансформация тока:

Неразрывно связана с трансформацией напряжения. Повышение напряжения снижает ток передачи; понижение напряжения увеличивает ток распределения для соответствия требованиям нагрузки.

3.Согласование импеданса (сопротивления):

В электронных схемах соединяет цепи с разным импедансом. Это позволяет передавать максимальную мощность от источника (напр., усилителя) к нагрузке (напр., громкоговорителю), предотвращая отражение сигнала и потери мощности.

4.Гальваническая развязка (электрическая изоляция):

Обеспечивает гальваническую развязку между первичной и вторичной обмотками (только магнитная связь, без прямого электрического соединения). Это гарантирует:

Безопасность: Защищает персонал и оборудование от риска поражения током при прикосновении к низковольтной стороне.

Подавление помех: Блокирует помехи, вызванные постоянными составляющими или контурами заземления.

Критически важно для медицинского оборудования, лабораторных приборов и устройств связи.

5.Связь энергосистем:

Позволяет соединять энергосистемы, работающие на разных уровнях напряжения, образуя единую, эффективную и надежную крупномасштабную энергетическую сеть.