Трансформатори и автотрансформатори - каква е разликата и характеристиката

Различното електрическо оборудване и съвременните електрически мрежи като цяло използват преди всичко променлив ток за своята работа. Двигатели с променлив ток, индукционни пещи, машинни инструменти, компютри, нагреватели, електрически нагреватели, осветителни устройства, домакински уреди.

Невъзможно е да се надцени значението на променливия ток за съвременния свят. Въпреки това, високо напрежение се използва за предаване на електрическа енергия на дълги разстояния. А оборудването изисква ниско напрежение за захранването си - 110, 220 или 380 волта.

Следователно, след предаване на разстояние, напрежението трябва да бъде намалено. Спускането се извършва на стъпки с помощта на трансформатори и автотрансформатори.

По принцип трансформаторите са нагоре и надолу. Повишаващите се трансформатори са инсталирани в електроцентрали, където те увеличават променливото напрежение, получено от генератора, на стотици хиляди и дори милион волта, които са подходящи за предаване на дълги разстояния с минимални загуби на енергия. И тогава това високо напрежение се намалява отново с помощта на трансформатори.

Конвенционалният силов или мрежов трансформатор е електромагнитна единица, чиято цел е да промени ефективната стойност на променливото напрежение, подавано към неговата първична намотка. Каноничният трансформатор има няколко намотки, но най-малко две - първични и вторични.

Завоите на всички намотки на трансформатора обграждат обща магнитна сърцевина - сърцевина. Към първичната намотка се прилага напрежение, чиято стойност трябва да бъде променена, към вторичната (вторичната) намотка (намотки) се свързва консуматор или мрежа с контакти, от които ще се захранват многобройни потребители.

Повече информация за трансформатора на устройството вижте тук:Как е организиран и работи трансформаторът, какви характеристики се вземат предвид по време на работа

Работата на трансформатора се основава на закона за електромагнитната индукция на Фарадей. Когато променлив ток протича през завоите на първичната намотка, променливото електромагнитно поле на даден ток действа в пространството вътре в (главно) намотката.

Това редуващо се магнитно поле е в състояние да индуцира EMF индукция във вторичната намотка, което покрива пространството на действие на магнитния поток на първичната намотка. При конвенционален трансформатор първичните намотки са галванично изолирани от първичните.

В автотрансформатора част от завоите на първичната намотка се използва като вторична. Препоръчително е да използвате автотрансформатори, когато напрежението трябва да се намали само леко, не на моменти, както правят конвенционалните трансформатори, но например 0,7 пъти.

По този начин основната разлика между трансформатор и автотрансформатор е, че при конвенционален трансформатор намотките са електрически изолирани една от друга, а намотките на автотрансформатора имат общи завои и следователно винаги са галванично свързани. При трансформатор всяка намотка има най-малко два собствени клеми; при автотрансформатора един терминал винаги ще бъде общ за първичните и вторичните намотки.

Автотрансформаторите се използват широко в мрежи с напрежения над 100 kV, тъй като при поетапно намаляване на напрежението, когато е ясно, че намотките на крайния трансформатор ще бъдат галванично изолирани, липсата на галванична изолация на етапа на автотрансформатора не е критична.

Но от икономическа гледна точка автотрансформаторите са много по-печеливши от обикновените. Те имат по-малка загуба в намотките поради по-малко мед в проводниците в сравнение с конвенционалните трансформатори с подобна мощност.

Размерът на автотрансформатора при една и съща мощност е по-малък - по-малко материални и основни разходи. Автотрансформаторите имат по-висока ефективност, тъй като само част от магнитния поток е подложена на преобразуване. И като цяло цената на автотрансформатора е по-ниска.

Недостатъците на автотрансформатора, за разлика от обичайния, включват липсата на галванична изолация между първичната и вторичната верига. Ако изолацията се счупи по някаква причина, намотката с ниско напрежение ще бъде под високо напрежение. Поради това автотрансформаторите обикновено не се използват в ежедневието, за да не се излага обикновеният човек на опасността от токов удар.

При напрежения до 1000 волта се използват автотрансформатори за регулиране на напрежението под формата на лабораторни устройства - лабораторни автотрансформатори (LATRs) и като част от електромеханичните стабилизатори на напрежението (виж - 220V мрежови стабилизатори на напрежение - сравнение на различни видове, предимства и недостатъци)