Transformátory a autotransformátory - jaký je rozdíl a funkce

Různá elektrická zařízení a moderní elektrické sítě jako celek používají především AC pro svou práci. Motory na střídavý proud, indukční pece, obráběcí stroje, počítače, ohřívače, elektrické ohřívače, osvětlovací zařízení, domácí spotřebiče.

Je nemožné přeceňovat důležitost střídavého proudu pro moderní svět. Vysoké napětí se však používá k přenosu elektrické energie na velké vzdálenosti. Zařízení vyžaduje nízké napětí pro napájení - 110, 220 nebo 380 voltů.

Proto musí být po přenosu na vzdálenost napětí sníženo. Snížení se provádí postupně pomocí transformátorů a autotransformátorů.

Obecně jsou transformátory nahoru a dolů. Step-up transformátory jsou instalovány ve výrobních elektrárnách, kde zvyšují střídavé napětí přijaté z generátoru na stovky tisíc a dokonce milion voltů, které jsou vhodné pro přenos na velké vzdálenosti s minimální ztrátou energie. A potom je toto vysoké napětí znovu pomocí transformátorů sníženo.

Konvenční výkonový nebo síťový transformátor je elektromagnetická jednotka, jejímž účelem je změnit efektivní hodnotu střídavého napětí dodávaného do primárního vinutí. Kanonický transformátor má několik vinutí, ale alespoň dva - primární a sekundární.

Oblouky všech vinutí transformátoru obklopují společné magnetické jádro - jádro. Na primární vinutí je přivedeno napětí, jehož hodnota musí být změněna, na sekundární (sekundární) vinutí (vinutí) je připojen spotřebitel nebo síť se zásuvkami, z nichž bude napájeno mnoho spotřebitelů.

Více informací o transformátoru zařízení najdete zde:Jak je transformátor uspořádán a jak funguje, jaké vlastnosti jsou při provozu brány v úvahu

Provoz transformátoru je založen na zákonu elektromagnetické Faradayovy indukce. Když střídavý proud protéká závity primárního vinutí, působí střídavé elektromagnetické pole daného proudu v prostoru uvnitř (hlavně) vinutí.

Toto střídavé magnetické pole je schopné indukovat indukci EMF v sekundárním vinutí, které zakrývá prostor působení magnetického toku primárního vinutí. V konvenčním transformátoru jsou primární vinutí galvanicky izolována od primárního.

V autotransformátoru se část závitů primárního vinutí používá jako sekundární. Doporučuje se používat autotransformátory, když je třeba snížit napětí jen nepatrně, ne občas, jak to činí konvenční transformátory, ale například 0,7krát.

Hlavní rozdíl mezi transformátorem a autotransformátorem je tedy v tom, že v konvenčním transformátoru jsou vinutí elektricky izolována od sebe a vinutí autotransformátoru mají společné zákruty, a proto jsou vždy galvanicky spojeny. U transformátoru má každé vinutí alespoň dva vlastní terminály: u autotransformátoru bude jeden terminál vždy společný pro primární a sekundární vinutí.

Autotransformátory jsou široce používány v sítích s napětím vyšším než 100 kV, protože při postupném snižování napětí, když je zřejmé, že vinutí finálního transformátoru budou galvanicky izolovány, není absence galvanické izolace ve fázi autotransformátoru kritická.

Z ekonomického hlediska jsou však autotransformátory mnohem výhodnější než běžné. Mají menší ztráty ve vinutích kvůli menší mědi v drátech než konvenční transformátory podobné energie.

Velikost autotransformátoru při stejné síle je menší - menší náklady na materiál a jádro. Autotransformátory mají vyšší účinnost, protože konverzi je vystavena pouze část magnetického toku. A náklady na autotransformátor jsou obecně nižší.

Nevýhody autotransformátoru, na rozdíl od obvyklého, zahrnují nedostatek galvanické izolace mezi primárním a sekundárním obvodem. Pokud je izolace z nějakého důvodu přerušena, bude nízkonapěťové vinutí pod vysokým napětím. Autotransformátory se proto obvykle nepoužívají v každodenním životě, aby nevystavovaly průměrného člověka nebezpečí úrazu elektrickým proudem.

Při napětí do 1000 V se autotransformátory používají k regulaci napětí ve formě laboratorních přístrojů - laboratorních autotransformátorů (LATR) a jako součást elektromechanických stabilizátorů napětí (viz - Stabilizátory síťového napětí 220 V - porovnání různých typů, výhod a nevýhod)