Почему трансформаторы переменного тока не сгорают
Я немного знаком с тем, как работает трансформатор переменного тока. После просмотра этого вопроса:
Это заставило меня думать об одном и том же с трансформаторами переменного тока.
Первичная катушка должна обеспечивать очень мало сопротивления и, таким образом, допускать много протекания тока. Я угадываю , что сопротивление происходит от флуктуирующего магнитного поля. Это верно? Если это так, я предполагаю, что ток увеличивается, когда на вторичную катушку накладывается нагрузка, потому что магнитное поле не разрушается в первичной катушке, а вместо этого используется вторичной катушкой?
Кроме того, означает ли это, что если постоянный ток был установлен на трансформатор, это может вызвать проблемы? (т. е. очень высокий ток)
Я уверен, что я не говорю это правильно, поэтому я надеюсь, что кто-то сможет меня прямо посадить.
Подводя итог моему вопросу, каково поведение первичной катушки трансформатора (в терминах потока тока), когда на вторичную катушку не размещена никакая нагрузка, и что изменяется, когда на вторичную катушку помещается груз?
4 ответа
Энди дал вам классический академический ответ на ваши вопросы. Все, что он изложил, точно, но я сомневаюсь, что в качестве новичка вы поймете большую часть этого. Итак, позвольте мне попробовать простое объяснение.
Первичный трансформатор представляет собой катушку, намотанную вокруг железного сердечника, которая может принимать одну из нескольких форм. Эта первичная обмотка имеет очень низкое сопротивление. (Измерьте сопротивление типичного силового трансформатора, используемого в электронном настольном оборудовании с DMM, и вы обнаружите, что это всего лишь несколько Ом.) Подключите источник постоянного напряжения к этому, результат вполне предсказуем. Источник напряжения будет подавать как большой ток, так как он способен к первичной обмотке, и трансформатор будет очень горячим и, вероятно, подниматься в дыму. Это, или ваш источник постоянного тока взорвет предохранитель, сгорит сам или перейдет в режим ограничения тока, если он оборудован. Кстати, хотя этот большой ток протекает, первичная обмотка фактически создает однонаправленное магнитное поле в сердечнике трансформатора.
Теперь измерьте индуктивность вторичного прибора с помощью измерителя LRC. (Это DMM-устройство, которое измеряет только индуктивность, сопротивление и емкость — «LRC».) Для силового трансформатора на 60 Гц вы, скорее всего, прочитаете несколько Генри индуктивности по своим основным проводам.
Затем примените это значение «L» к формуле \ $ X_L = 2 \ pi f L \ $, чтобы вывести «индуктивное сопротивление» («\ $ X_L \ $») первичной обмотки, где «f» основная частота переменного тока 60 Гц для США. Ответ, \ $ X_L \ $, находится в единицах Ома, точно так же, как сопротивление постоянному току, но в этом случае это «AC Ohms», иначе «импеданс».
Затем примените это значение \ $ X_L \ $ к «Закону Ома» так же, как и к резистору, подключенному к источнику постоянного тока. \ $ I = \ frac
Это для незагруженного трансформатора. Теперь подключите соответствующую резистивную нагрузку к вторичной. Ток возбуждения, описанный выше, будет продолжать течь с большей или меньшей величиной. Но теперь и дополнительный ток будет протекать в первичном. Это называется «отраженным током» — током, который «вызывается» вторичным сопротивлением нагрузки, тяговым током от вторичного трансформатора. Величина этого отраженного тока определяется коэффициентом поворота силового трансформатора. Самый простой способ определения отраженного тока — использовать метод «VA» (вольт-ампер). Умножьте вторичное напряжение транформатора на ток в амперах, наносимый резистивной нагрузкой, присоединенной к вторичной. (Это по существу «ватты» — вольт умножения.) «Метод ВА» говорит, что ВА вторичного должен равняться инкрементальной ВА первичной. («Инкрементный» в этом случае означает «в дополнение к току возбуждения».) Итак, если у вас есть типичный силовой трансформатор переменного тока с первичной мощностью 120 VRMS и вторичным 6 VRMS, и вы присоединяете резистор 6 Ом к второму, это Нагрузка 6 Ом будет получать среднеквадратичное значение 1,0 Amp от вторичного. Таким образом, вторичный VA = 6 x 1 = 6. Этот вторичный VA должен численно равняться первичному VA, где напряжение 120 VRMS.
Первичный VA = вторичный VA = 6 =120 х I.
I = 6/120 или только 50 миллиампер RMS.
Вы можете проверить большинство из этого, используя простой DMM для измерения токов в первичной и вторичной областях при условиях без нагрузки и нагрузки. Попробуйте сами, но будьте осторожны с первичными, потому что 120 VRMS почти смертельны. Однако вы не сможете напрямую наблюдать «инкрементный» ток в первичной части, вызванный добавлением нагрузки на вторичный. Зачем? Этот ответ не так прост! Ток возбуждения и отраженный ток не зависят от фазы. Они «складываются», но они складываются в соответствии с векторной математикой, и это совсем другое обсуждение.
К сожалению, прекрасно выраженный ответ Энди выше будет едва оценен, если читатель не поймет векторную математику, поскольку он применяется к цепям переменного тока. Надеюсь, мой ответ и ваши эксперименты по проверке дадут вам количественное представление о том, как работает силовой трансформатор на уровне кишки.
Я предполагаю, что ток увеличивается, когда нагрузка помещается на вторичная катушка, потому что магнитное поле не разрушается первичной катушки, но вместо этого используется вторичная катушка?
Звучит правильно, но это не так. Вообще говоря, для достаточно эффективного трансформатора намагниченность сердечника постоянна при любых условиях вторичной нагрузки. Проблема в том, как объяснить, что, не убедив вас, что эквивалентная схема трансформатора (ниже) не ошибается: —
>
- Xm — 99,9% первичная индуктивность трансформатора
- Xp (первичная индуктивность утечки) составляет окончательную 0,1% первичной индуктивности
- Xs и Rs являются вторичной индуктивностью утечки и сопротивлением обмотки, отнесенной к первичной по действию коэффициента квадратов оборотов.
- Вещь, которая выглядит как трансформатор (справа), не должна рассматриваться как таковая — это идеальный преобразователь мощности и вообще не создает никакого магнетизма — это устройство, помогающее математике, и я желаю, чтобы боффины, которые нарисуйте эти фотографии, просто покажите это как черный ящик!
Как вы можете видеть, даже в условиях тяжелой нагрузки, вольт-кадр от Rp и Xp мал по сравнению с входным напряжением переменного тока, а это означает, что напряжение на Xm довольно постоянное. Заметим, что Xm является единственным компонентом, который производит магнетизм в ядре. Не уверен, а? Я бы не стал винить тебя.
Вот еще один способ взглянуть на это
Ряд из 4 рисунков ниже пытается продемонстрировать, что вклады потока от токов нагрузки в первичных и вторичных равны и противоположны, и поэтому поток отменяется. Он показывает простой трансформатор 1: 1, но в равной степени относится к разным коэффициентам оборотов, поскольку поток пропорционален ампер-виткам, а не усилителям. Посмотрите на каждую картинку по очереди: —
1) Да, импеданс открытого трансформатора исходит из флуктуирующего магнитного поля (пытающегося изменить магнитное поле ядра)
2) Да, если напряжение постоянного тока установлено на первичный, у вас возникают проблемы, трансформатор может сгореть. (Если по какой-то причине он не рассчитан на этот ток). Я потерял катушку на старом мотоцикле пару раз по тем же причинам: слева включил двигатель, катушка сгорела, и пластик вытек.
3) При отсутствии нагрузки на вторичный ток через первичный ток должен проходить через очень большую /очень жесткую индуктивность («индуктивность рассеяния») первичной обмотки.
4) При нагрузке на вторичный ток вторичный ток отменяет действие на сердечник первичного тока.
Трансформатор, предназначенный для прохождения через него постоянного тока, называется насыщающим реактором и используется в качестве переключателя; то есть DC насыщает магнитный сердечник, поэтому питание переменного тока не может изменить поток в сердечнике, эрго, вторичное переменное напряжение равно нулю. Когда ток постоянного тока отключается, поток в сердечнике теперь может меняться, и происходит нормальное действие трансформатора, приводящее к напряжению переменного тока на вторичном.
Подобное устройство, но такое, которое полагается на ток переменного тока, насыщающий сердечник, называется феррорезонансным трансформатором. Они использовались для дешевой стабилизации вторичного напряжения трансформатора. Это устройство имеет два вторичных устройства, один из которых закорочен конденсатором большого значения, а другой — выходной обмоткой.
Источник
Почему не сгорает первичная обмотка трансформатора
Группа: Пользователь
Сообщений: 19432
Регистрация: 17.10.2007
Из: Спб
Пользователь №: 10960
Не удалось в инете найти ответ, все не о том.
А вопрос и правда элементарный.
Про трансформатор.
Первичная обмотка трансформатора — это просто кусок проволоки, закрученный в спираль и вставленный двумя концами в розетку.
Вопрос: почему не происходит короткое замыкание?
Вот если к вторичной обмотке подключена какая-то нагрузка, то нагрузка появляется и на первичной обмотке.
Но если цепь вторичной обмотки разомкнута, то на первичной обязательно должно быть КЗ.
Так почему же его нет?
Группа: Пользователь
Сообщений: 7854
Регистрация: 27.05.2008
Пользователь №: 14083
Не удалось в инете найти ответ, все не о том.
А вопрос и правда элементарный.
Про трансформатор.
Первичная обмотка трансформатора — это просто кусок проволоки, закрученный в спираль и вставленный двумя концами в розетку.
Вопрос: почему не происходит короткое замыкание?
Вот если к вторичной обмотке подключена какая-то нагрузка, то нагрузка появляется и на первичной обмотке.
Но если цепь вторичной обмотки разомкнута, то на первичной обязательно должно быть КЗ.
Так почему же его нет?
Группа: Пользователь
Сообщений: 20270
Регистрация: 20.07.2011
Из: Heart of Russia
Пользователь №: 31780
Не удалось в инете найти ответ, все не о том.
А вопрос и правда элементарный.
Про трансформатор.
Первичная обмотка трансформатора — это просто кусок проволоки, закрученный в спираль и вставленный двумя концами в розетку.
Вопрос: почему не происходит короткое замыкание?
Вот если к вторичной обмотке подключена какая-то нагрузка, то нагрузка появляется и на первичной обмотке.
Но если цепь вторичной обмотки разомкнута, то на первичной обязательно должно быть КЗ.
Так почему же его нет?
Группа: Пользователь
Сообщений: 111443
Регистрация: 7.07.2003
Пользователь №: 3026
Не удалось в инете найти ответ, все не о том.
А вопрос и правда элементарный.
Про трансформатор.
Первичная обмотка трансформатора — это просто кусок проволоки, закрученный в спираль и вставленный двумя концами в розетку.
Вопрос: почему не происходит короткое замыкание?
Вот если к вторичной обмотке подключена какая-то нагрузка, то нагрузка появляется и на первичной обмотке.
Но если цепь вторичной обмотки разомкнута, то на первичной обязательно должно быть КЗ.
Так почему же его нет?
Группа: Пользователь
Сообщений: 19432
Регистрация: 17.10.2007
Из: Спб
Пользователь №: 10960
Группа: Пользователь
Сообщений: 19432
Регистрация: 17.10.2007
Из: Спб
Пользователь №: 10960
Группа: Пользователь
Сообщений: 64820
Регистрация: 30.07.2004
Из: Из Обетованной
Пользователь №: 3531
Не удалось в инете найти ответ, все не о том.
А вопрос и правда элементарный.
Про трансформатор.
Первичная обмотка трансформатора — это просто кусок проволоки, закрученный в спираль и вставленный двумя концами в розетку.
Вопрос: почему не происходит короткое замыкание?
Вот если к вторичной обмотке подключена какая-то нагрузка, то нагрузка появляется и на первичной обмотке.
Но если цепь вторичной обмотки разомкнута, то на первичной обязательно должно быть КЗ.
Так почему же его нет?
Группа: Пользователь
Сообщений: 20270
Регистрация: 20.07.2011
Из: Heart of Russia
Пользователь №: 31780
Убежденный трезвенник и атеист
Группа: Пользователь
Сообщений: 27145
Регистрация: 22.07.2010
Из: ЮФО
Пользователь №: 24044
Неужели бог есть и не дает барже железной полной с углем утонуть? Вот я идиот всю жизнь был уверен что бога нет, а здесь такая простое его проявление: баржа железная, гружена углём под завязку и не тонет, да ещё эта катушка, которая не замыкается. Всё Зорт убедил, бегу в церковь!
На хрена я 15 лет учился, когда всему есть божеское объяснение, а то какая-то выталкивающая сила, индуктивность: мозги засерали, вместо того, чтобы ещё в первом классе сказать — бог есть, вот и вся грамота.
Отредактировано — Волков Виктор: 4.07.2016, 10:30
Группа: Пользователь
Сообщений: 40307
Регистрация: 13.07.2008
Из: SPb
Пользователь №: 14500
Кстати да.
Усмешки здесь совершенно неуместны
Отредактировано — r154: 4.07.2016, 10:47
Группа: Пользователь
Сообщений: 1516
Регистрация: 29.02.2008
Пользователь №: 13008
Группа: Пользователь
Сообщений: 19432
Регистрация: 17.10.2007
Из: Спб
Пользователь №: 10960
Группа: Пользователь
Сообщений: 19432
Регистрация: 17.10.2007
Из: Спб
Пользователь №: 10960
Группа: Пользователь
Сообщений: 19432
Регистрация: 17.10.2007
Из: Спб
Пользователь №: 10960
Во-первых, это не электротехника, речь ведь не о характеристиках трансформатора.
Речь именно о физическом явлении — какого хрена нет КЗ, когда оно должно быть?
Если не устраивает слово «электрофизика», пусть будет физика электричества.
Во-вторых, чтобы тебе было понятнее.
А что будет, если вторичную обмотку вообще убрать?
Группа: Пользователь
Сообщений: 37991
Регистрация: 12.05.2009
Из: Россия, Мурманск
Пользователь №: 18659
Не удалось в инете найти ответ, все не о том.
А вопрос и правда элементарный.
Про трансформатор.
Первичная обмотка трансформатора — это просто кусок проволоки, закрученный в спираль и вставленный двумя концами в розетку.
Вопрос: почему не происходит короткое замыкание?
Вот если к вторичной обмотке подключена какая-то нагрузка, то нагрузка появляется и на первичной обмотке.
Но если цепь вторичной обмотки разомкнута, то на первичной обязательно должно быть КЗ.
Так почему же его нет?
Источник
