El diseño de un transformador típico es simple. Consiste en un núcleo de acero, dos bobinas con bobinado de alambre. Un devanado se llama primario, el segundo, secundario. La aparición de una tensión (U1) y una corriente (I1) alternas en la primera bobina forman un flujo magnético en su núcleo. Crea un EMF directamente en el devanado secundario, que no está conectado al circuito y tiene una fuerza de energía igual a cero.
Si el circuito está conectado y se produce un consumo, se produce un aumento proporcional de la intensidad de la corriente en la primera bobina. Tal modelo de comunicación entre los devanados explica el proceso de transformación y redistribución de la energía eléctrica, que se incluye en el cálculo de los transformadores. Como todas las vueltas de la segunda bobina están conectadas en serie, se obtiene el efecto total de toda la FEM que aparece en los extremos del dispositivo.
Los transformadores se ensamblan de tal manera que la caída de voltaje en el segundo devanado es una pequeña fracción (hasta 2 - 5%), lo que nos permite suponer que U2 y EMF son iguales en sus extremos. El número U2 será más/menos tanto como la diferencia entre el número de vueltas de ambas bobinas - n2 y n1.
Dependenciaentre el número de capas de alambre se denomina relación de transformación. Está determinado por la fórmula (y se denota con la letra K), a saber: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. A menudo, este indicador parece una relación de dos números, por ejemplo, 1:45, lo que muestra que el número de vueltas de una de las bobinas es 45 veces menor que el de la otra. Esta proporción ayuda en el cálculo del transformador de corriente.
Los núcleos electrotécnicos se producen en dos tipos: en forma de W, blindados, con una ramificación del flujo magnético en dos partes, y en forma de U, sin división. Para reducir las pérdidas probables, la varilla no se solidifica, sino que se compone de capas delgadas de acero separadas, aisladas entre sí con papel. El más común es el tipo cilíndrico: se aplica un devanado primario al marco, luego se montan bolas de papel y se enrolla una capa secundaria de alambre encima.
El cálculo de un transformador puede causar algunas dificultades, pero las fórmulas simplificadas a continuación ayudarán a un diseñador aficionado. Primero es necesario determinar los niveles de voltajes y corrientes individualmente para cada bobina. Se calcula la potencia de cada uno de ellos: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, donde P2, P3, P4 son potencias (W) aumentadas por devanados; I2, I3, I4 - intensidades actuales (A); U2, U3, U4 - voltajes (V).
Para establecer la potencia total (P) en el cálculo del transformador, debe ingresar la suma de los indicadores de los devanados individuales y luego multiplicar por un factor de 1.25, que tiene en cuenta las pérdidas: P=1.25(P2+P3+P4+…). De paso,el valor de P ayudará a calcular la sección transversal del núcleo (en cm cuadrados): Q \u003d 1.2cuadrado corto P
Luego sigue el procedimiento para determinar el número de vueltas n0 por 1 voltio según la fórmula: n0=50/Q. Como resultado, se averigua el número de vueltas de las bobinas. Para el primero, teniendo en cuenta la pérdida de tensión en el transformador, será igual a: N1=0,97n0U1Para el resto: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… El diámetro del conductor de cualquier devanado se puede calcular mediante la fórmula: d=0,7cuadrado corto 1 donde I es la intensidad de la corriente (A), d es el diámetro (mm).
El cálculo del transformador le permite encontrar la intensidad actual a partir de la potencia total: I1=P/U1. El tamaño de las placas en el núcleo sigue siendo desconocido. Para encontrarlo, es necesario calcular el área de bobinado en la ventana central: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), donde Sm es el área (en mm cuadrados), todos los devanados en la ventana; d1, d2, d3 y d4 - diámetros de alambre (mm); n1, n2, n3 y n4 son el número de vueltas. Usando esta fórmula, se describen las irregularidades del devanado, el grosor del aislamiento del cable, el área ocupada por el marco en el espacio de la ventana del núcleo. De acuerdo al área obtenida, se selecciona un tamaño de placa especial para la libre colocación de la bobina en su ventana. Y lo último que necesita saber es el grosor del conjunto central (b), que se obtiene mediante la fórmula: b \u003d (100Q) / a, donde a es el ancho de la placa central (en mm); Q - en cuadrados ver Lo más difícil en este método es calcular el transformador (esta es la búsqueda de un elemento de varilla con un tamaño adecuado).
