Per alimentare gli apparecchi elettrici, è necessario garantire i valori nominali dei parametri di alimentazione indicati nella loro documentazione. Indubbiamente, la maggior parte degli apparecchi elettrici moderni funziona da una rete in corrente alternata da 220 Volt, ma capita che sia necessario fornire alimentazione a dispositivi per altri paesi in cui la tensione è diversa o per alimentare qualcosa dalla rete di bordo del veicolo. In questo articolo, vedremo come aumentare le tensioni CA e CC e cosa è necessario per questo.
Boost di tensione CA
Esistono due modi per aumentare la tensione alternata: utilizzando un trasformatore o un autotrasformatore. La principale differenza tra loro è che quando si utilizza un trasformatore, c'è un isolamento galvanico tra i circuiti primario e secondario, ma quando si utilizza un autotrasformatore non ce n'è.
Interessante! L'isolamento galvanico è l'assenza di contatto elettrico tra il circuito primario (ingresso) e il circuito secondario (uscita).
Consideriamo le domande frequenti. Se ti trovi fuori dai confini della nostra vasta patria e le reti elettriche lì differiscono dalla nostra 220 V, ad esempio 110 V, quindi per aumentare la tensione da 110 a 220 Volt devi utilizzare un trasformatore, ad esempio, come come mostrato nella figura sottostante:
Va detto che tali trasformatori possono essere utilizzati "in qualsiasi direzione". Cioè, se la documentazione tecnica del tuo trasformatore dice "la tensione dell'avvolgimento primario è 220V, il secondario è 110V" - ciò non significa che non possa essere collegato a 110V. I trasformatori sono reversibili, e se si applica lo stesso 110V al secondario, sul primario comparirà 220V o un altro valore maggiorato, proporzionale al rapporto di trasformazione.
Il prossimo problema che molte persone devono affrontare è, soprattutto, si osserva nelle case private e nei garage. Il problema è legato alle cattive condizioni e al sovraccarico delle linee elettriche. Per risolvere questo problema, puoi utilizzare LATR (autotrasformatore da laboratorio). La maggior parte dei modelli moderni può sia diminuire che aumentare gradualmente i parametri di rete.
Il suo diagramma è mostrato sul pannello frontale e non ci soffermeremo sulle spiegazioni del principio di funzionamento. I LATR sono venduti in diverse capacità, quella in figura per circa 250-500 VA (volt-ampere). In pratica, ci sono modelli fino a diversi kilowatt. Questo metodo è adatto per fornire 220 volt nominali a un apparecchio elettrico specifico.
Se hai bisogno di aumentare a buon mercato la tensione in tutta la casa, la tua scelta è uno stabilizzatore di relè. Sono inoltre venduti per diverse capacità e la gamma è adatta ai casi più tipici (3-15 kW). Il dispositivo si basa anche su un autotrasformatore. Ne abbiamo parlato nell'articolo a cui abbiamo fatto riferimento.
Circuiti CC
Tutti sanno che i trasformatori non funzionano con corrente continua, quindi come aumentare la tensione in questi casi? Nella maggior parte dei casi, la costante viene aumentata utilizzando un transistor bipolare o ad effetto di campo e un controller PWM. In altre parole, si chiama convertitore di tensione senza trasformatore. Se questi tre elementi principali sono collegati come mostrato nella figura seguente e un segnale PWM viene applicato alla base del transistor, la sua tensione di uscita aumenterà di volte Ku.
Ku = 1 / (1-D)
Considereremo anche situazioni tipiche.
Supponiamo che tu voglia illuminare la tastiera usando un piccolo pezzo di striscia LED. Per questo, la potenza del caricabatterie dallo smartphone (5-15 W) è abbastanza, ma il problema è che la sua tensione di uscita è di 5 Volt e i tipi comuni di strisce LED funzionano da 12V.
Quindi come aumentare la tensione sul caricabatterie? Il modo più semplice per aumentare è con un dispositivo come un "convertitore boost dc-dc" o "convertitore boost di tensione CC".
Tali dispositivi consentono di aumentare la tensione da 5 a 12 volt e vengono venduti sia con un valore fisso che regolabile, che nella maggior parte dei casi ti consentirà di aumentarlo da 12 a 24 e persino fino a 36 volt. Ma tieni presente che la corrente di uscita è limitata dall'elemento più debole del circuito, nella situazione in discussione: la corrente sul caricabatterie.
Quando si utilizza la scheda specificata, la corrente di uscita sarà inferiore a quella di ingresso tante volte quanto è aumentata la tensione di uscita, senza tenere conto dell'efficienza del convertitore (è nella regione dell'80-95%).
Tali dispositivi sono costruiti sulla base dei microcircuiti MT3608, LM2577, XL6009. Con il loro aiuto, puoi realizzare un dispositivo per testare il relè del regolatore non sul generatore dell'auto, ma sul desktop, regolando i valori da 12 a 14 volt. Di seguito puoi vedere un test video di un tale dispositivo.
Interessante! I fan dei prodotti fatti in casa spesso pongono la domanda "come aumentare la tensione da 3,7 V a 5 V per realizzare un Power bank con batterie al litio con le proprie mani?" La risposta è semplice: usa la scheda convertitore FP6291.
Su tali schede, utilizzando la serigrafia, viene indicato lo scopo delle piazzole di contatto per la connessione, quindi non sarà necessario un circuito.
Inoltre, una situazione che si verifica frequentemente è la necessità di collegare il dispositivo a una batteria per auto da 220V, e capita che fuori città sia davvero necessario ottenere 220V. Se non hai un generatore a benzina, usa una batteria per auto e un inverter per aumentare la tensione da 12 a 220 volt. Un modello da 1 kW può essere acquistato per $ 35: questo è un modo economico e collaudato per collegare un trapano, una smerigliatrice, una caldaia o un frigorifero da 220 V a una batteria da 12 V.
Se sei un camionista, l'inverter di cui sopra non sarà adatto a te, poiché è probabile che la tua rete di bordo abbia 24 Volt. Se è necessario aumentare la tensione da 24 V a 220 V, prestare attenzione a questo quando si acquista un inverter.
Anche se vale la pena notare che esistono convertitori universali che possono funzionare da 12 e 24 volt.
Nei casi in cui è necessario ottenere un'alta tensione, ad esempio aumentarla da 220 a 1000V, è possibile utilizzare un moltiplicatore speciale. Il suo layout tipico è mostrato di seguito. È costituito da diodi e condensatori. Otterrai una corrente costante in uscita, tienilo in considerazione. Questo è il duplicatore Latour-Delon-Grenacher:
Ed ecco come appare il circuito moltiplicatore single-ended (Cockcroft-Walton).
Con esso, puoi aumentare la tensione tutte le volte che è necessario. Questo dispositivo è integrato in cascata, il cui numero determina quanti volt si ottengono in uscita. Il seguente video descrive come funziona il moltiplicatore.
Oltre a questi circuiti, ce ne sono molti altri, di seguito sono riportati i circuiti del quadruplicatore, moltiplicatore di 6 e 8 volte, che vengono utilizzati per aumentare la tensione:
In conclusione, vorrei ricordarvi le precauzioni di sicurezza. Prestare attenzione quando si collegano trasformatori, autotrasformatori e si lavora con inverter e moltiplicatori. Non toccare le parti in tensione a mani nude. Effettuare i collegamenti con il dispositivo scollegato dall'alimentazione ed evitare di azionarli in luoghi umidi con possibilità di acqua o schizzi. Inoltre, non superare la corrente dichiarata dal produttore del trasformatore, convertitore o alimentatore, se non si desidera che si bruci. Speriamo che i suggerimenti forniti ti aiutino ad aumentare la tensione al valore desiderato! Se hai domande, chiedile nei commenti sotto l'articolo!
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La caduta di tensione nella rete primaria a 220 volt è a volte un problema molto serio nelle zone rurali, e non solo. Il frigorifero non si avvia, la piastrella non si scalda, non puoi accarezzarla con un ferro da stiro, non puoi saldare con un saldatore, ma non si sa mai…. Se la caduta di tensione per i dispositivi di riscaldamento che hanno una resistenza attiva per la rete non è un fenomeno letale, allora per le apparecchiature in cui sono installati i motori, in particolare i frigoriferi, può diventare l'ultimo della loro vita.
Cominciamo con uno semplice, con apparecchiature di riscaldamento. Poiché la forma d'onda della tensione per i riscaldatori non ha alcuna importanza, non è un problema aumentare il valore effettivo (rms o effettivo) della tensione di alimentazione per loro. Osserviamo lo schema.
Questo prefisso tensione di rete (Fig. 1) prima rettifica (Fig. 2) e poi, a causa dell'energia immagazzinata nei condensatori, aumenta la tensione effettiva, vedi Fig. 3.
Il ponte raddrizzatore può essere utilizzato già pronto o saldato da singoli diodi. Nelle zone rurali, linee elettriche aeree e picchi di tensione impulsivi ad alta tensione non raro, quindi quando si scelgono gli elementi raddrizzatori, prestare attenzione alla massima tensione operativa dei diodi. Più alto è, meglio è, ovviamente entro limiti ragionevoli. La corrente operativa dei diodi deve superare la corrente di carico di 2 volte 3. Dovrai scegliere tu stesso la capacità dei condensatori. Dipende sia dall'entità della caduta di tensione di rete che dalla potenza del tuo riscaldatore. Fare attenzione con questo accessorio, se la tensione di rete ritorna normale, la sua tensione di uscita sarà superiore alla tensione operativa del carico. L'entità della sovratensione dipende dal valore della capacità dei condensatori attualmente collegati. Da qui il margine di corrente richiesto per i diodi. Ho un tale attacco per un grande saldatore da 100 W a forma di ascia, per il suo rapido riscaldamento.
Ora su, per esempio, un frigorifero. Questo compagno ha bisogno di un seno variabile. Certo, puoi acquistare sia un autotrasformatore che uno stabilizzatore. Ma puoi cavartela con un semplice trasformatore, il cosiddetto trasformatore di tensione... Osserviamo lo schema.
Dal diagramma si può vedere che un avvolgimento aggiuntivo del trasformatore è collegato in serie con il filo superiore della rete a 220 volt. Se è acceso in fase con la rete, le tensioni si sommano (quando è necessario aumentare la tensione), Se è acceso in antifase, quindi la tensione di rete e la tensione sull'avvolgimento secondario del trasformatore verrà sottratta, questo è il caso in cui la tensione deve essere ridotta.
Come aumentare la tensione di rete, calcoli.
Adesso contiamo un po', almeno approssimativamente. Diciamo che hai una caduta di tensione di trenta volt. La corrente di carico richiesta è di cinque ampere. Ne consegue che abbiamo bisogno di una potenza di 150W. Con tale potenza, un trasformatore di un vecchio televisore a valvole è garantito per farcela. Ad esempio, TS-180.
Download dei parametri del trasformatore TS-180, TS-180-2, TS180-2V
Quindi, abbiamo scaricato i dati, trovato il TS-180, Aggiungi tutti i giri degli avvolgimenti primari, 375 + 58 + 375 + 58 = 866 giri. Trova il numero di giri per volt 866/220 = circa 4 giri per volt. Per ottenere i 30V di cui abbiamo bisogno, moltiplichiamo 30 per 4 = 120 giri. 60 giri per bobina (TC-180 ne ha due). Il diametro del filo per cinque ampere è 0,7 √I = 0,7√5 = 0,7 ∙ 2,236 ≈ 1,56 mm. Piccole spiegazioni. Dopo aver smontato i trasformatori di fabbrica, aumento sempre il numero di spire dell'avvolgimento primario, prima di tutto ciò è dovuto al fatto che non sarà possibile rimontare il nucleo, come avviene in condizioni di produzione. Pertanto, è garantito un aumento della corrente a vuoto (possibilmente più volte a causa dell'assenza di un riempitivo di ferro nel traferro, poiché il nucleo è diviso). Sì, e il nucleo dell'armatura non può essere completamente assemblato, la piastra 1,2,3 rimarrà comunque.
Probabilmente avrai già notato che attraverso un tale trasformatore è possibile alimentare un motore con una capacità di un kilowatt. Il circuito non ha un interruttore a levetta per collegare il nostro trasformatore. Può commutare come l'avvolgimento primario di un trasformatore, ma qui ci saranno perdite dovute all'avvolgimento secondario costantemente connesso alla rete, quindi commutare l'avvolgimento secondario stesso, ma qui ci saranno perdite dovute all'avvolgimento primario permanentemente connesso. Mentre scrivo questo testo mi è venuta un'idea. Ora aggiungerò e disegnerò un diagramma. Quindi, per commutare un trasformatore, sono necessari due interruttori o uno con più direzioni. Ora tutto riguarda l'idea, ho disegnato un diagramma. Osserviamo lo schema.
E così, l'interruttore è in posizione abbassata, il trasformatore aggiunge tensione. L'interruttore è nella posizione superiore, l'avvolgimento primario è cortocircuitato, il che significa che c'è un cortocircuito nell'avvolgimento secondario, e questo non è altro che il trasformatore è scomparso, rimane solo la resistenza attiva dell'avvolgimento secondario.
Taaa ... k, è nato un altro schema. Lo disegnerò ora. Che non ci avevo pensato prima, anche se sul Web, forse, qualcuno l'ha disegnato molto tempo fa. Noi guardiamo.
Se gli interruttori sono entrambi in basso o entrambi in alto, non c'è trasformatore nel circuito, c'è un cortocircuito nell'avvolgimento primario, la resistenza attiva rimanente è inferiore a Ohm. Ora sinistra su, destra giù - un trasformatore, ad esempio, aggiunge tensione e destra su e sinistra giù - riduce. Bene, questo è tutto, forse qualcuno ne avrà bisogno. Buona fortuna. K.V.Yu. Sì, solo un po' di più. E se invece degli interruttori usiamo H-bridge da transistor ad effetto di campo, e persino un microcontrollore che monitora il livello della tensione di rete, quindi probabilmente puoi realizzare uno stabilizzatore di tensione CA di tipo relè con un piccolo (relativamente) trasformatore per una potenza (relativamente) elevata. Chi avrebbe fatto tutto questo. Almeno c'è qualcosa a cui pensare.
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Il trasformatore deve il suo aspetto allo scienziato inglese Michael Faraday. Nel 1831, un fisico descrisse un fenomeno che chiamò "induzione elettromagnetica". Consiste nel fatto che in bobine ravvicinate (avvolgimenti) un pronunciato
interconnessione elettromagnetica. Cioè, se viene creata una corrente alternata nella prima bobina (avvolgimento primario), nella seconda bobina (avvolgimento secondario) viene eccitata una tensione con una frequenza e una potenza simili, a seconda di molti parametri, che considereremo di seguito.
Scopo e principio di funzionamento dei trasformatori di tensione
I trasformatori di tensione sono progettati per convertire l'energia di una sorgente di tensione in una tensione con il valore (ampiezza) di cui abbiamo bisogno. Va notato che tali trasformatori funzionano solo con tensione alternata e la sua frequenza rimane invariata.
A cosa serve un trasformatore di tensione?
I trasformatori di tensione, per la loro versatilità, sono richiesti negli alimentatori, nei dispositivi di elaborazione del segnale, nei dispositivi di trasmissione, nei dispositivi di trasmissione di potenza e in molte altre apparecchiature.
In base al rapporto di trasformazione, questi dispositivi possono essere suddivisi in 3 tipi:
- trasformatore di tensione step-down- all'uscita del dispositivo, la tensione è inferiore all'ingresso (n> 1), ad esempio è utilizzata negli alimentatori;
- trasformatore elevatore- all'uscita del dispositivo, la tensione è maggiore della tensione all'ingresso (n<1), например, применяется в ламповых усилителях;
- corrispondenza - trasformatore non cambia i parametri di tensione, si verifica solo l'isolamento galvanico dei circuiti (n ~ 1), ad esempio, viene utilizzato negli amplificatori audio.
Il funzionamento del trasformatore si basa sul principio dell'induzione elettromagnetica e per il trasferimento più completo di energia, per ridurre le perdite durante la trasformazione, il dispositivo viene solitamente eseguito su un circuito magnetico.
Di norma, c'è una bobina primaria, ma possono essercene diverse secondarie, tutto dipende dallo scopo del trasformatore.
Dopo che una tensione alternata U1 appare nell'avvolgimento primario, un flusso magnetico alternato appare nel circuito magnetico, che eccita la tensione nell'avvolgimento secondario U2. Questa è la descrizione più semplice e concisa del principio di funzionamento di un trasformatore di tensione.
Il parametro più importante dei trasformatori è il "rapporto di trasformazione" ed è indicato dal latino "n". Si calcola dividendo la tensione primaria per la tensione secondaria, o il numero di spire della prima bobina per il numero di spire della seconda bobina.
Questo fattore consente di calcolare i parametri richiesti del trasformatore per il dispositivo selezionato. Ad esempio, se l'avvolgimento primario ha 2000 giri e il secondario ha 100 giri, allora n = 20. Con una tensione di rete di 240 volt, l'uscita del dispositivo dovrebbe essere di 12 volt. Inoltre, è possibile determinare il numero di giri a un dato, ingresso e uscita, tensioni.
Qual è la differenza tra un trasformatore di corrente e un trasformatore di tensione?
Per definizione, questi dispositivi sono progettati per funzionare con diverse grandezze elettriche, come le principali e, di conseguenza, i circuiti di commutazione saranno diversi. Ad esempio, un trasformatore di corrente è alimentato da una sorgente di corrente e non funziona, potrebbe anche guastarsi se i suoi avvolgimenti non sono caricati e non li attraversa la corrente elettrica. Il trasformatore di tensione è alimentato da sorgenti di tensione e, al contrario, non può funzionare a lungo in una modalità con carichi di corrente elevati.
Trasformatori di tensione e corrente dello strumento
Quando si utilizzano apparecchiature con tensioni di esercizio elevate e correnti di consumo elevate, sorge la questione della loro misurazione e controllo. È qui che i trasformatori di strumenti vengono in soccorso. Forniscono l'isolamento galvanico delle apparecchiature di misurazione dai circuiti con maggiore pericolo e riducono il valore misurato al livello richiesto per le misurazioni.
Informazioni aggiuntive
Prima di acquistare un trasformatore di tensione, è necessario analizzare tutti i requisiti per il dispositivo. È necessario tenere conto non solo delle tensioni operative, ma anche delle correnti di carico quando si utilizza un trasformatore in vari dispositivi.
Puoi realizzare tu stesso trasformatori di tensione, ma se hai bisogno di un semplice trasformatore domestico con una tensione di 220 volt e una caduta a 12 volt, allora è meglio acquistarne uno. Puoi scoprire quanto costano i trasformatori di tensione su qualsiasi sito web, di norma, i prezzi per i trasformatori di tensione riduttori domestici non sono molto alti.
Con n/a Vladimir Vasiliev
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La trasformazione della tensione è presente ovunque in ogni ambito della nostra vita e del nostro lavoro. La tensione generata nella centrale elettrica viene aumentata a diversi kilovolt per essere trasmessa con la minima perdita attraverso linee elettriche per molte migliaia di chilometri. E poi scende di nuovo nelle sottostazioni di trasformazione ai valori a cui siamo abituati a 380/220 volt.
Gli esempi più semplici e comprensibili per una persona comune: un caricabatterie di rete per una batteria per auto, un alimentatore per computer e altre apparecchiature, un inverter per l'alimentazione autonoma di 220 volt da fonti di alimentazione a bassa tensione, trasformatori step-down 220 -115, ecc.
In generale, ci sono molti dispositivi che hanno installato un trasformatore di tensione. Consideriamolo un po' più in dettaglio, senza immergerci in inutili complicazioni.
Aumenta o diminuisce il valore della tensione a seconda del rapporto tra il numero dei suoi avvolgimenti:
- primario, a cui viene applicata la tensione iniziale;
- secondario, da cui viene rimosso il suo valore convertito.
Tutti gli avvolgimenti sono avvolti su un nucleo comune (circuito magnetico). Se il numero di spire dell'avvolgimento secondario è maggiore di quello del primario, allora questo è un trasformatore elevatore, se inferiore - un trasformatore riduttore.
La potenza del trasformatore di tensione dipende dalla sezione dei fili dell'avvolgimento e le dimensioni e il peso dipendono dal tipo di nucleo e dal materiale dei fili (rame o alluminio tecnico). In base alla progettazione, può essere monofase e trifase. Il più compatto e leggero è l'autotrasformatore, che ha un solo avvolgimento.
Il primo pensiero che viene in mente quando la tensione in rete diventa sempre più bassa è installare un trasformatore elevatore. A prima vista, sembra che questa sia una soluzione semplice ed eccellente, e ora, finalmente, ci saranno tensione normale, illuminazione brillante e elettrodomestici funzionanti stabili.
Ma non tutto è così semplice nel regno delle fate, e prima di acquistare un trasformatore di tensione elevatore, il cui prezzo è già molto interessante, pensa a una caratteristica del suo lavoro: ha coefficiente costante aumento di tensione (rapporto di trasformazione). Diamo un'occhiata a un esempio.
Supponiamo che tu abbia una tensione di rete di circa 170 volt. Per aumentarlo a 220, è necessario un trasformatore con un rapporto di trasformazione di 1,29 (220/170). Tutto sembra essere buono e logico, tranne una cosa: se la tensione nella rete diventa normale 220 volt, allora all'uscita del trasformatore ci sarà già una tensione molto alta di 285 volt (220 * 1,29)! Non tutti i dispositivi elettrici sono in grado di resistere a tale sovratensione anche per un breve periodo. Quindi non è lontano dal fuoco!
In alternativa, è possibile acquistare un autotrasformatore regolabile, il cosiddetto. LATR, in cui è previsto un regolatore manuale della tensione di uscita. Ma non sarà nemmeno una soluzione affidabile, perché dovrai monitorare costantemente il valore della tensione di uscita dall'indicatore e regolarlo manualmente, specialmente durante il carico massimo della rete elettrica dai vicini. Se ciò non viene fatto in tempo, al primo salto nella rete elettrica, anche la tensione all'uscita LATR aumenterà bruscamente e gli apparecchi elettrici collegati potrebbero bruciarsi.
Pertanto, i trasformatori di tensione step-up sono applicabili solo quando la rete è SEMPRE notevolmente inferiore a 220 volt, e questo non accade praticamente mai.
Conclusione
Il problema di mantenere automaticamente la tensione a un livello costante è risolto da
Cosa e perché potenzia il trasformatore? E a spese di chi?
Abbiamo già visto cos'è un trasformatore, ora diamo un'occhiata più da vicino a cosa è un trasformatore step-up ea cosa serve. Iniziamo con un semplice esempio per aiutarti a capire perché sono necessari trasformatori step-up.
Prendi una torcia e assicurati che le batterie non siano scariche e che la luce sia accesa. Ora svita la testa della torcia e alimenta la lampadina attraverso un cavo lungo 50 metri. Fai da te se non ci credi che la lampadina non si accende. Ciò è dovuto a perdite di linea troppo grandi per questa tensione. Prendiamo nota della parola "tensione".
All'incirca la stessa cosa accadrà in una linea normale tra due città, se la linea è a 220V. Se non c'è un trasformatore in un tale cablaggio elettrico che aumenta la tensione, l'elettricità non raggiungerà la seconda città, andrà tutto in perdita. A causa di queste perdite, l'industria energetica utilizza uno schema in cui, dopo aver generato elettricità, la tensione nel punto di generazione aumenta in modo significativo, l'elettricità viene trasferita al consumatore attraverso linee ad alta tensione, dove viene quindi ridotta al valore desiderato e distribuita ai consumatori.
Quindi, con tratti molto approssimativi, lo schema in questo caso assomiglia a questo:
- Generatore che genera elettricità;
- Trasformatore elevatore;
- Linea di trasmissione di potenza;
- Un trasformatore step-down;
- Reti elettriche locali;
- Consumatore di elettricità.
Per chiarezza, puoi dare la seguente immagine:
Perché esattamente energia? Il fatto è che questa è la principale area di applicazione dei trasformatori step-up, se parliamo del contributo specifico dei trasformatori alla trasformazione dell'elettricità. Cioè, è in quest'area che sono più richiesti e senza di loro è impossibile immaginare i moderni sistemi energetici.
Per capire come la tensione da 110V sale a 220V, o come cambiano le correnti, bisogna ricordare che la legge di conservazione dell'energia non è stata annullata e il trasformatore non genera elettricità "gratuita". A proposito, è sulla manipolazione delle leggi della fisica che è costruito, vale la pena collegarle a una presa.
Al contrario, il trasformatore elevatore illustra perfettamente la legge di conservazione dell'energia. Come mai? Sì, perché se consideriamo il trasformatore come un sistema chiuso, allora otteniamo:
- L'energia in ingresso (U1) sull'avvolgimento primario (elettricità), il cui numero di spire è indicato con N1;
- Campo magnetico alternato indotto nel circuito magnetico (nucleo);
- Energia in uscita (U2) sull'avvolgimento secondario, numero di spire N2.
(Il rapporto tra U2 e U1 fornisce un parametro k chiamato rapporto di trasformazione.)
Quindi, se in questo sistema il numero di giri è lo stesso, otterremo la stessa tensione in uscita, meno le perdite nel trasformatore stesso. Questa è la prima illustrazione. Il secondo è che se il numero di spire differisce, otterremo una tensione maggiore o minore all'uscita, ma allo stesso tempo in un sistema chiuso "trasformatore" la potenza rimarrà la stessa in ingresso e in uscita(meno le perdite nel trasformatore stesso).
su una nota... Vale la pena considerare di nuovo questo. Alcuni effetti nell'ingegneria elettrica sembrano miracolosi ai non specialisti, ma tutti questi effetti corrispondono sempre esattamente alla legge di conservazione dell'energia. Pertanto, prima di pensare a come scegliere e dove installare un dispositivo "che farà sicuramente risparmiare molti soldi", ricorda questo esempio.
Pertanto, il trasformatore elevatore funziona in stretta conformità con le leggi di conservazione dell'energia e dell'induzione elettromagnetica nelle reti CA, modificando la tensione e le correnti, ma non modificando la potenza.
È possibile sostituire il trasformatore?
I tipi, i tipi e gli ambiti di applicazione del trasformatore elevatore di tensione non sono facili da trovare in rete, ma molto semplici. Andiamo oltre per non cercare:
- Fase (una o tre);
- Per avvolgimenti (due o tre (varietà ad avvolgimento diviso)). Ci sono anche quelli a avvolgimento singolo, questi sono autotrasformatori;
- Isolamento (olio, riempimento a secco e non combustibile);
- Dal tipo di raffreddamento (olio - naturale, con soffiaggio d'aria e con circolazione forzata, aria e con l'ausilio di una coltre di azoto).
La marcatura dei trasformatori elevatori (più precisamente tutti i trasformatori) si presenta così:
Tutti questi dispositivi sono ben descritti, diffusi e hanno un'ampia varietà di applicazioni: dall'ingegneria energetica su larga scala ai piccolissimi elettrodomestici.
In effetti, la maggior parte dei trasformatori che aumentano la tensione, è semplicemente impossibile da sostituire con altri dispositivi, ma, tuttavia, come diceva il classico: "Non ci sono persone insostituibili" (c).
È possibile modificare la tensione o le correnti nella rete elettrica in altri modi e le perdite saranno comparabili e in alcuni casi anche inferiori. Un esempio è il cosiddetto schema di trasformazione a forma di T:
Può sembrare che questo, in effetti, sia il circuito di un trasformatore, step-up o step-down. Ma in realtà la differenza è questa:
Questo è solo un circuito trasformatore, dal quale è perfettamente chiaro che gli avvolgimenti non sono collegati tra loro in alcun modo e la corrente nell'avvolgimento secondario è indotta senza la partecipazione di fili, per così dire. Ma nel circuito equivalente a forma di T del trasformatore, è chiaramente visibile che non c'è rottura del filo.
Allo stesso tempo, noi, proprio come in un trasformatore elevatore, riceveremo diverse tensioni U1 e U2. Tali metodi vengono utilizzati dove non è possibile utilizzare un trasformatore convenzionale che aumenta la tensione. Quindi, il trasformatore può essere assemblato a mano e collegato dove necessario, se c'è una tale necessità.
In conclusione, qualche parola sul destino dei trasformatori
Non pensate che abbiamo deciso di colpire la fantasia, siamo persone pratiche e realistiche. Tuttavia, oggi in termini di generazione, la situazione è tale che è del tutto possibile che i trasformatori tra una dozzina di anni non avranno un uso così diffuso. L'esempio è appena sopra, questa è solo una delle opzioni, ma non è la cosa principale.
Certo, serviranno per decine di anni, ma nel campo di utilizzo principale - energia, è necessario un trasformatore elevatore solo come dispositivo ausiliario secondario. Ed è necessario solo per la trasmissione di elettricità su lunghe distanze. Tuttavia, è già chiaro oggi che negli ultimi 30 anni il focus di questa applicazione si sta spostando sempre più verso le grandi imprese. Se 30 anni fa una casa privata che non era collegata alla rete elettrica era esotica, oggi ci sono già interi villaggi che non utilizzano in alcun modo le reti polivalenti. Inoltre, questi stessi insediamenti sono generatori, alimentando i sistemi energetici con l'energia in eccesso.
Questo è un progresso e il processo che ha avviato una volta arriverà sicuramente a una conclusione logica. Una lampada a incandescenza è forse uno dei primi dispositivi a diffondersi e 50 anni fa sembrava a molti un attributo eterno del sistema di illuminazione. Ma il processo è in corso e tra una dozzina di anni sarà un anacronismo. Non considerate questa una digressione lirica, questo vale per tutti gli apparecchi elettrici. È per questo motivo che siamo così diffidenti nei confronti dei nuovi prodotti, alcuni dei quali sono veri e propri imbrogli, altri sono rami senza uscita dell'evoluzione, come ad esempio.
Uno dei compiti che il nostro team di autori sta cercando di risolvere è cercare di prevedere, valutare a livello istintivo, se lo desideri, quali dei nuovi prodotti prenderanno il posto che spetta loro nelle nostre reti elettriche domestiche e quali rimarranno costosi giocattoli e uno spreco di denaro. Ovviamente potremmo sbagliarci, ma cercheremo di argomentare la nostra comprensione di questi problemi, soprattutto a breve termine.
