Trasformatori e autotrasformatori: qual è la differenza e la funzionalità

Varie apparecchiature elettriche e moderne reti elettriche nel loro insieme utilizzano principalmente la corrente alternata per il loro lavoro. L'alimentazione a corrente alternata alimenta motori, forni a induzione, macchine utensili, computer, stufe, stufe elettriche, dispositivi di illuminazione, elettrodomestici.

È impossibile sopravvalutare l'importanza dell'alternanza di corrente per il mondo moderno. Tuttavia, l'alta tensione viene utilizzata per trasmettere energia elettrica su lunghe distanze. E l'apparecchiatura richiede una bassa tensione per l'alimentazione - 110, 220 o 380 volt.

Pertanto, dopo la trasmissione a distanza, la tensione deve essere ridotta. L'abbassamento viene eseguito in più passaggi utilizzando trasformatori e autotrasformatori.

In generale, i trasformatori sono su e giù. I trasformatori step-up sono installati nelle centrali elettriche, dove aumentano la tensione alternata ricevuta dal generatore a centinaia di migliaia e persino un milione di volt, che sono adatti per la trasmissione su lunghe distanze con una minima perdita di energia. E quindi questa alta tensione viene nuovamente ridotta con l'aiuto di trasformatori.

Un trasformatore di rete o di alimentazione convenzionale è un'unità elettromagnetica il cui scopo è quello di modificare il valore effettivo della tensione alternata fornita al suo avvolgimento primario. Il trasformatore canonico ha diversi avvolgimenti, ma almeno due: primario e secondario.

I giri di tutti gli avvolgimenti del trasformatore circondano un comune nucleo magnetico - nucleo. Una tensione viene applicata all'avvolgimento primario, il cui valore deve essere modificato, un consumatore o una rete con prese, da cui verranno alimentati numerosi consumatori, è collegato all'avvolgimento secondario (secondario) (avvolgimenti).

Ulteriori informazioni sul trasformatore di dispositivi sono disponibili qui:Come è organizzato e funzionante il trasformatore, quali caratteristiche vengono prese in considerazione durante il funzionamento

Il funzionamento del trasformatore si basa sulla legge dell'induzione elettromagnetica di Faraday. Quando una corrente alternata scorre attraverso le spire dell'avvolgimento primario, un campo elettromagnetico alternato di una data corrente agisce nello spazio all'interno dell'avvolgimento (principalmente).

Questo campo magnetico alternato è in grado di indurre l'induzione EMF nell'avvolgimento secondario, che copre lo spazio d'azione del flusso magnetico dell'avvolgimento primario. In un trasformatore convenzionale, gli avvolgimenti primari sono galvanicamente isolati dal primario.

In un autotrasformatore, parte delle spire dell'avvolgimento primario viene utilizzata come secondaria. È consigliabile utilizzare autotrasformatori quando la tensione deve essere ridotta solo leggermente, non a volte, come fanno i trasformatori convenzionali, ma ad esempio 0,7 volte.

Pertanto, la principale differenza tra un trasformatore e un autotrasformatore è che in un trasformatore convenzionale, gli avvolgimenti sono elettricamente isolati l'uno dall'altro e gli avvolgimenti dell'autotrasformatore hanno curve comuni e quindi sono sempre collegati galvanicamente. Con un trasformatore, ogni avvolgimento ha almeno due terminali propri; con un autotrasformatore, un terminale sarà sempre comune agli avvolgimenti primario e secondario.

Gli autotrasformatori sono ampiamente utilizzati in reti con tensioni superiori a 100 kV, poiché con una riduzione graduale della tensione, quando è chiaro che gli avvolgimenti del trasformatore finale saranno galvanicamente isolati, l'assenza di isolamento galvanico nella fase dell'autotrasformatore non è critica.

Ma da un punto di vista economico, gli autotrasformatori sono molto più redditizi di quelli ordinari. Hanno meno perdite negli avvolgimenti a causa di meno rame nei fili rispetto ai trasformatori convenzionali di potenza simile.

Le dimensioni dell'autotrasformatore alla stessa potenza sono inferiori, meno materiali e costi di base. Gli autotrasformatori hanno una maggiore efficienza, poiché solo una parte del flusso magnetico è soggetta a conversione. E in generale, il costo di un autotrasformatore è inferiore.

Gli svantaggi dell'autotrasformatore, a differenza del solito, comprendono la mancanza di isolamento galvanico tra i circuiti primario e secondario. Se l'isolamento viene rotto per qualsiasi motivo, l'avvolgimento a bassa tensione sarà ad alta tensione. Pertanto, gli autotrasformatori di solito non vengono utilizzati nella vita di tutti i giorni per non esporre la persona media al pericolo di scosse elettriche.

A tensioni fino a 1000 volt, gli autotrasformatori vengono utilizzati per regolare la tensione sotto forma di dispositivi di laboratorio - autotrasformatori di laboratorio (LATR) e come parte di stabilizzatori di tensione elettromeccanici (vedere - Stabilizzatori di tensione di rete 220V - confronto di vari tipi, vantaggi e svantaggi)