Transformátory a autotransformátory - aký je rozdiel a vlastnosť

Rôzne elektrické zariadenia a moderné elektrické siete ako celok používajú pri svojej práci predovšetkým AC. Motory na striedavý prúd napájajú motory, indukčné pece, obrábacie stroje, počítače, ohrievače, elektrické ohrievače, osvetľovacie zariadenia, domáce spotrebiče.

Nie je možné preceňovať význam striedavého prúdu pre moderný svet. Vysoké napätie sa však používa na prenos elektrickej energie na veľké vzdialenosti. Zariadenie vyžaduje nízke napájacie napätie - 110, 220 alebo 380 voltov.

Preto musí byť po prenose na vzdialenosť napätie znížené. Zníženie sa vykonáva postupne pomocou transformátorov a autotransformátorov.

Vo všeobecnosti sú transformátory hore a dole. V elektrárňach sa inštalujú zosilňovacie transformátory, kde zvyšujú striedavé napätie prijímané z generátora na stovky tisíc a dokonca milión voltov, ktoré sú vhodné na prenos na veľké vzdialenosti s minimálnymi stratami energie. A potom sa toto vysoké napätie pomocou transformátorov opäť zníži.

Bežný výkonový alebo sieťový transformátor je elektromagnetická jednotka, ktorej účelom je zmeniť účinnú hodnotu striedavého napätia dodávaného do primárneho vinutia. Kanonický transformátor má niekoľko vinutí, ale najmenej dva - primárne a sekundárne.

Ohyby všetkých vinutí transformátorov obklopujú spoločné magnetické jadro - jadro. Napätie sa privádza na primárne vinutie, ktorého hodnota musí byť zmenená, na sekundárne (sekundárne) vinutie (vinutie) je pripojený spotrebiteľ alebo sieť so zásuvkami, z ktorých bude napájaných veľa spotrebiteľov.

Viac informácií o transformátore zariadenia nájdete tu:Ako je transformátor usporiadaný a funkčný, aké charakteristiky sa berú do úvahy počas prevádzky

Prevádzka transformátora je založená na zákone elektromagnetickej Faradayovej indukcie. Keď striedavý prúd tečie cez závity primárneho vinutia, striedavé elektromagnetické pole daného prúdu pôsobí v priestore vo vnútri (hlavne) vinutia.

Toto striedavé magnetické pole je schopné indukovať indukciu EMF v sekundárnom vinutí, ktoré pokrýva priestor pôsobenia magnetického toku primárneho vinutia. V konvenčnom transformátore sú primárne vinutia galvanicky izolované od primárneho.

V autotransformátore sa časť zákrut primárneho vinutia používa ako sekundárna. Odporúča sa používať autotransformátory, keď je potrebné znížiť napätie iba mierne, nie občas, ako to robí konvenčné transformátory, ale napríklad 0,7-násobne.

Hlavný rozdiel medzi transformátorom a autotransformátorom je taký, že v konvenčnom transformátore sú vinutia navzájom elektricky izolované a vinutia autotransformátora majú spoločné zákruty, a preto sú vždy galvanicky spojené. S transformátorom má každé vinutie najmenej dva vlastné terminály, s automatickým transformátorom bude vždy jeden terminál spoločný pre primárne a sekundárne vinutie.

Autotransformátory sa široko používajú v sieťach s napätím vyšším ako 100 kV, pretože pri postupnom znižovaní napätia, keď je zrejmé, že vinutia výsledného transformátora budú galvanicky izolované, neprítomnosť galvanickej izolácie vo fáze autotransformátora nie je kritická.

Z ekonomického hľadiska sú však autotransformátory oveľa výnosnejšie ako bežné. Majú menšie straty vo vinutiach kvôli menšiemu obsahu medi v drôtoch ako konvenčné transformátory s podobným výkonom.

Veľkosť autotransformátora pri rovnakom výkone je menšia - menšie náklady na materiál a jadro. Autotransformátory majú vyššiu účinnosť, pretože premene je vystavená iba časť magnetického toku. Vo všeobecnosti sú náklady na autotransformátor nižšie.

Nevýhody autotransformátora, na rozdiel od obvyklého, zahŕňajú nedostatok galvanickej izolácie medzi primárnym a sekundárnym okruhom. Ak je izolácia z nejakého dôvodu prerušená, nízkonapäťové vinutie bude pod vysokým napätím. Preto sa autotransformátory obvykle nepoužívajú v každodennom živote, aby nevystavovali priemerného človeka riziku úrazu elektrickým prúdom.

Pri napätiach do 1 000 voltov sa autotransformátory používajú na reguláciu napätia vo forme laboratórnych prístrojov - laboratórnych autotransformátorov (LATR) a ako súčasť elektromechanických stabilizátorov napätia (pozri - Stabilizátory sieťového napätia 220 V - porovnanie rôznych typov, výhod a nevýhod)