Даже непрофессионалы знают, что существует такое устройство, как трансформатор. О нем также снимают мультфильмы. Да, да. Какой малыш не знает о трансформерах? Правда, это сильно измененная и одушевленная форма, но суть остается та же. В автомобилестроении есть такое понятие, как гидротрансформатор — устройство, передающее силу двигателя на коробку передач. Однако речь пойдет об устройстве — электротрансформаторе.
Назначение составных частей
Само слово «трансформация» указывает на преобразование чего-то одного в другое. Трансформатор устроен таким образом, что позволяет производить такую рекомбинацию. Это электромагнитный прибор, он состоит из двух основных компонентов:
- обмотки;
- сердечника.
Обмотка как основа устройства
Обмотка изготавливается из проволоки, как правило, она медная. Для того чтобы не было короткого замыкания, проволока покрывается электроизоляционным лаком. Затем она равномерно наматывается на бумажный (картонный) каркас и надевается на сердечник. В другом исполнении обмотка наматывается непосредственно на сердечник, но предварительно на него накладывается электроизоляционный материал. Витки должны плотно прилегать друг к другу, тогда катушка будет меньше занимать места.
Обмоткой называют отдельно взятый провод, намотанный на каркас. Их должно быть не менее двух. Причем ту, к которой подводится напряжение, называют первичной, а с которой снимают — вторичной. Первичная используется одна, а вот вторичных может быть сколько угодно, в разумных, конечно, пределах. Вторичные катушки могут располагаться как рядом, так и в виде бутерброда, ложась друг на друга. В этом случае обмотки разделяются друг от друга изоляцией. В этой роли могут выступать промасленная бумага, пленка или ткань.
Первичную пытаются максимально отделить от вторичной обмотки, чтобы исключить гальваническую связь, исключением является автотрансформатор. У него первичная и вторичная обмотки электрически связаны, т. е. вывод одной соединен с выводом другой. Гальваническая развязка позволяет защищать людей от поражения электрическим током, а оборудование от серьезного повреждения, если не сработает защита.
Виды сердечников
Это второй основной компонент. По своей конструкции сердечник должен быть изготовлен из ферромагнитного материала и иметь жесткую конструкцию. Он исполняет роль магнитопровода и каркаса. По внешнему виду сердечники бывают трех видов:
- броневой;
- стержневой;
- тороидальный.
Вид сердечника никак не влияет на электрические показатели, и выбор зависит от производителя, как ему удобнее изготавливать. Способ изготовления броневого или стержневого сердечника может быть следующим:
- набором пластин;
- прессованием;
- намоткой ленты;
- сбором «подков».
При использовании броневой системы обмотки «защищены» сердечником и их почти не видно. При использовании стержневого вида, обмотки почти полностью закрывают сердечник, видны только верхние и нижние ярма. В тороидальных трансформаторах сердечник выполняется в виде кольца и проволока полностью его закрывает.
Роль трансформатора в электроприборах
Сегодня применение трансформатора очень разнообразно, он есть и дома, и почти в каждом электронном устройстве. Когда использовались ламповые телевизоры (электронные динозавры, кто их сегодня помнит?), то электротрансформатор или автотрансформатор был его неотъемлемой частью. Сегодня он перекочевал внутрь телевизора и сильно изменился, превратившись в импульсный прибор. В зарядных устройствах используются понижающие трансформаторы. Даже в компьютерных колонках он присутствует, повышай звук. Чтобы понять, для чего служит трансформатор, необходимо понять принцип его работы.
По определению трансформатор — это электромагнитное устройство, значит, в его работе используются магнитные силы, создаваемые электрическим полем. Электрическое поле образуется вокруг проводника, по которому течет ток. Если рядом с ним находится другой проводник, то на него будет влиять это электромагнитное поле, создавая в нем электрический ток. Поскольку поле действует перпендикулярно проводнику, то при намотке провода на сердечник, э. д. с. будет параллельно ему.
Чтобы понять, что делает трансформатор, можно посмотреть его работу. К примеру, возьмем стержневой сердечник. Первичная обмотка находится на одной стороне сердечника, вторичная — на другой. По первичной обмотке проходит ток, создается электромагнитное поле, передается по сердечнику на вторичную обмотку и в ней появляется ток.
Однако то, что преобразует трансформатор, должно видоизмениться. На самом деле количество витков в первичной и вторичной обмотках разное. Логично, что чем меньше витков подвергается воздействию электромагнитного поля, тем меньше напряжение. Получается, что с помощью трансформатора можно менять напряжение.
Но не только. От первичной катушки передается определенная мощность на вторичную. По закону Ома ничто не пропадает. Тогда, если уменьшается напряжение, значит, должен увеличиваться ток, что и происходит. Получается, что происходит трансформация и тока. Теперь понятно, зачем нужны трансформаторы — с их помощью можно получить нужный ток или напряжение.
Originally posted 2018-07-04 08:12:00.