Чтение онлайн

Дано:

Ер = 120 Вольт; Ns = 1200 витков; Np = 400 витков.

Еs =? 

Решение:

Es/EP = Ns/Np

Es/120 = 1200/400

Es = 360 В

Трансформатор, у которого напряжение во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, называется понижающим трансформатором. Степень понижения напряжения определяется коэффициентом трансформации. Коэффициент трансформации понижающего трансформатора всегда меньше единицы.

ПРИМЕР: Трансформатор имеет 500 витков первичной обмотки и 100 витков вторичной. Если к первичной обмотке приложить переменное напряжение 120 вольт, то какое напряжение индуцируется во вторичной?

Дано:

Ер = 120 Вольт; Ns = 100 витков; Np = 500 витков.

Еs =? 

Решение:

Es/EP = Ns/Np

Es/120 = 100/500

Es = 24 В

Если предположить, что трансформатор не имеет потерь, то мощность во вторичной обмотке должна равняться мощности в первичной. Хотя трансформатор может повышать напряжение, он не может увеличивать мощность. Мощность, снимаемая со вторичной обмотки никогда не может быть больше мощности, потребляемой первичной обмоткой. Следовательно, когда трансформатор повышает напряжение, он понижает ток, и выходная мощность остается равной входной. Это может быть выражено следующим образом:

PP = PS

(IP)(EP) = (IS)(ES).

Следовательно, ток обратно пропорционален коэффициенту трансформации:

IP/IS = NS/NP

ПРИМЕР: Трансформатор имеет коэффициент трансформации 10:1. Если по первичной обмотке течет ток 100 миллиампер, то какой ток течет по вторичной обмотке?

(Замечание: первая цифра в коэффициенте трансформации относится к первичной обмотке, а вторая цифра — ко вторичной).

Дано:

Np= 10; Ns = 1; Ip = 100 мA = 0,1 A.

Is =?

Решение: 

Ip/Is = Ns/Np

0,1/Is = 1/10

Is = 1 A

Важным применением трансформаторов является согласование импедансов. Максимальная мощность передается только тогда, когда импеданс нагрузки равен импедансу источника сигнала. Когда импедансы не согласованы, мощность передается не полностью.

Например, если транзисторный усилитель может эффективно возбуждать 100-омный усилитель, то он не сможет эффективно раскачать 4-омный громкоговоритель. Использование трансформатора между транзисторным усилителем и громкоговорителем поможет согласовать импедансы. Это достигается выбором соответствующего коэффициента трансформации.

Отношение импедансов равно квадрату коэффициента трансформации:

Zp/Zs = (Np/Ns)2

ПРИМЕР: Какой должен быть коэффициент трансформации трансформатора для согласования 4-омного громкоговорителя с 100-омным источником сигнала?

Дано:

Zp = 100; Zs = 4.

Np =?; Ns =? 

Решение:

Zp/Zs = (Np/Ns)2

100/4 = (Np/Ns)2

(25) = Np/Ns

5/1 = Np/Ns

Коэффициент трансформации равен 5:1.

18-3. Вопросы

Трансформаторы имеют множество применений. Среди них: повышение и понижение напряжения и тока, согласование импедансов, сдвиг фаз, гальваническая развязка, блокирование постоянного тока при пропускании переменного и вывод нескольких сигналов с разными уровнями напряжения.

Передача электроэнергии к потребителям требует использования трансформаторов. Электростанции расположены рядом с источниками сырья и природной энергии, и электроэнергия часто должна передаваться на большие расстояния. Провода, используемые для передачи энергии, имеют сопротивление, приводящее к потерям мощности при передаче. Мощность равна произведению тока на напряжение: