Quali sono i trasformatori elettrici?

È un problema comune nel mondo dell'elettricità: l'elettronica sulla mano richiede un input di una tensione, e l'unica fonte di tensione fornisce una diversa, secondo la tensione. L'elettricità che viene da prese a muro negli Stati Uniti esce a 110 volt, mentre i computer, televisori, console di gioco e praticamente qualsiasi cosa con componenti del computer richiede tensioni da 3 a 15 volt. La più comune soluzione al problema consiste nell'utilizzare un trasformatore elettrico. Questi dispositivi convertono una tensione a altro attraverso gli effetti del magnetismo.

Storia

Il trasformatore più in anticipo è stato inventato nel 1836 da Nicholas Callan. Ha consistito di aria nucleo bobine ad induzione con un numero variabile di giri. L'obiettivo di questi dispositivi erano di indurre tensioni superiori da fonti di batteria. Dopo vari gradi di sviluppo, nel 1885, i primi dispositivi di nucleo chiuso reciprocamente sono stati sviluppati da Blathy, Deri e Zipernowsky. Invece di essere all'aria aperta come loro incarnazioni precedenti, questi trasformatori avevano le bobine avvolte attorno al nucleo centrale, che ha funzionato per mantenere il campo magnetico quasi completamente all'interno del nucleo. Di conseguenza, tensioni erano meglio regolamentati e trasformatori finalmente iniziato il loro cammino veloce di industria di entrare.

Fisica

I principi di funzionamento di un trasformatore si basano sul rapporto tra corrente elettrica e campi magnetici. Questa relazione è basata sul cambiamento: quando la corrente cambia (a causa di una fonte di corrente alternata), viene creato un campo magnetico, e quando il campo viene modificato, viene effettuata una corrente. Queste due quantità collegate può essere etichettato come campo B e corrente I. Il rapporto tra i due è il campo magnetico B direttamente proporzionale alla corrente I, nonché il numero di giri, o strati, nella bobina.

Un trasformatore funziona sfruttando il fenomeno della corrente-generazione-campo sia il fenomeno corrente campo-generazione. La corrente I1 primo crea il campo B. Il campo B crea quindi il I2 corrente nella bobina secondaria. Se le bobine primarie e secondarie sono identiche, le correnti saranno uguale a vicenda. Se, tuttavia, la bobina secondaria ha due volte come molti giri, il campo B genererà solo metà della corrente.

Durante questo processo, la potenza è conservata (idealmente). Poiché la potenza è il prodotto della tensione V e corrente I, metà della corrente significa due volte la tensione. Questo è l'effetto di essere sfruttato. Tre volte il numero di giri significa che V2 = 3V1. Metà del numero di giri si traduce in mezzo la tensione e così via.

Perdite di potenza

Nessun vero e proprio sistema consente di risparmiare energia completamente, e il trasformatore elettrico non è diverso. Ha un certo numero di fonti di perdita di potenza che possono influenzare la corrente e/o la tensione nella bobina secondaria. La maggior parte di questi sono a causa della generazione di calore, che deriva da campi magnetici essere dove non dovrebbero essere. Campi magnetici possono avere perdono energia per correnti di eddy e hanno piccole perdite a causa di espansione e contrazione del materiale magnetico. Le correnti vede anche le perdite sotto forma di resistenza in bobine e minuscole vibrazioni meccaniche che si verificano nelle bobine come il campo magnetico esercita una forza sulle linee di cariche. In qualsiasi progettazione del trasformatore, le perdite sono una parte necessaria della ricetta e bisogno di compensare.

Sapori del trasformatore

Ci sono parecchi disegni di trasformatore che sono in uso oggi, ognuno dei quali possiede vantaggi che soddisfa lo scopo previsto. I trasformatori sono progettati allo scopo di misurare la corrente e/o la tensione in una data potenza linea o circuito, essendo soprattutto su misura per massimizzare la precisione. Trasformatori di impulsi sono fatte per lavorare con gli impulsi rettangolari che compongono la maggior parte dei circuiti logici digitali. Trasformatori funzionano con corrente alternata, e quando la corrente alterna alle frequenze radio, trasformatori RF cadono nella necessità, come le correnti in regime di RF pongono i loro problemi.

Trasformatori anche vengono in una varietà di formati, che vanno dalle dimensioni di una biglia alla dimensione di una stanza, a seconda dei carichi di potenza e altre specifiche. Una delle cose migliori di transformers è la facilità in cui un trasformatore di base può essere fatto, quando dato filo e un'anima nera. Mentre forse non così efficiente come altri trasformatori di potenza, trasformatori fatti in casa dare il controllo completo al generatore.

Applicazioni

I trasformatori sono in appena circa tutto ciò che necessita di alimentazione. Nei quartieri di periferia, grandi scatole di metallo sul lato della strada che sono una tinta uniforme, caldo e hanno un leggero ronzio è trasformatori. I trasformatori sono su pali elettrici e sottostazioni elettriche, poiché è più efficiente per la trasmissione di potenza ad una tensione superiore. Trasformatori hanno molti usi in apparecchiature audio, microfoni e altoparlanti. Qualsiasi piccola scatola nera che si collega il vostro elettronica in parete con conterrà trasformatori che svolgono gran parte del lavoro a far cadere la tensione di parete di 110 fino a 12 o 15 volt. Ci sono molte applicazioni di trasformatori e molte soluzioni che li utilizzano.