Transformatörün sarım oranı ve sekonder gerilimi nasıl hesaplanır?

İdeal transformatörde Vs / Vp = Ns / Np'dir, akımlar ise tersine ölçeklenir: Is / Ip = Np / Ns. Primerde 500, sekonderde 50 sarım varken 230 V girişte sekonder yaklaşık 23 V verir. Gerçek transformatörler, sargı direnci ve kaçak akı nedeniyle yük altında biraz daha az verir; simülatör bunu kuplaj katsayısı ve yük üzerinden gösterir.

Transformatör neden yalnızca alternatif akımla çalışır?

Transformatörün sekonderde gerilim indüklemesi için değişen bir manyetik akıya ihtiyacı vardır (Faraday yasası). DC sabit bir akı oluşturur; bu yüzden oturduktan sonra sekonderde gerilim görünmez, primer akımı yalnızca küçük sargı direnciyle sınırlanır ve bu sargıyı aşırı ısıtıp nüveyi doyuma sokabilir.

Transformatör tasarlandığından düşük frekansta çalıştırılırsa ne olur?

Belirli bir gerilimde nüve akısı frekansla ters orantılıdır (V ≈ 4,44 × f × N × Φ). 50 Hz için tasarlanmış bir transformatörü aynı gerilimle daha düşük frekansta çalıştırmak nüveyi doyuma iter; mıknatıslanma akımı ve ısınma keskin biçimde artar. Frekansı düşürdükçe simülatör nüve doyması konusunda uyarır.

Tek Fazlı Transformatör Simülatörü

Tek fazlı transformatör nedir?

Çalışma prensibi

Transformatör, aralarında elektriksel bağlantı olmadan iki devre arasında ortak bir manyetik alan üzerinden enerji aktarır. Birincil sargıdaki alternatif akım, laminasyonlu demir nüvede alternatif bir akı oluşturur; bu akı ikincil sargıyı halkalar ve Faraday yasasına göre onda gerilim indükler. Mekanizma değişen akıya dayandığı için transformatör yalnızca AC ile çalışır — DC'ye bağlarsanız birincil sargı yalnızca düşük dirençli bir kısa devredir.

Sarım oranı ve empedans

Gerilim sarım oranıyla doğru, akım ters orantılı olarak dönüştürülür; ideal bir transformatör güç ne yaratır ne yok eder. 10:1 alçaltıcı bir transformatör gerilimin onda birini verir ve on kat akım sağlayabilir. Empedans ise sarım oranının karesiyle dönüşür; transformatörlerin yalnızca gerilim değiştirmek için değil, ses ve radyo frekansı devrelerinde empedans uyumlaması için de kullanılmasının nedeni budur.

Kayıplar ve verim

Gerçek transformatörler enerjiyi iki yerde kaybeder. Bakır kayıpları sargılardaki omik kayıplardır ve yük akımının karesiyle artar. Demir kayıpları — nüvedeki histerezis ve girdap akımları — akıya ve frekansa bağlıdır ve transformatör enerjili olduğu sürece hemen hemen sabittir; laminasyonlu, yönlendirilmiş taneli çelik kullanılmasının nedeni budur. Verim ikisinin eşitlendiği noktada tepe yapar ve iyi tasarlanmış bir üründe tipik olarak %95–99'a ulaşır.

Nerelerde kullanılır

Transformatörler AC şebekeyi mümkün kılar: orta gerilimde üretim, hat akımını ve kayıpları düşük tutmak için yüzlerce kilovoltta iletim, ardından dağıtım ve ev kullanımı için yeniden alçaltma. Daha küçük tek fazlı transformatörler güç kaynaklarında, izolasyon ve güvenlik uygulamalarında, kaynak makinelerinde, kapı zillerinde ve ses cihazlarında karşımıza çıkar. 1:1 oranlı izolasyon transformatörleri hiç gerilim değiştirmez; tüm amaçları güvenlik ve gürültü ayrımıdır.

Sık sorulan sorular

Transformatörün sarım oranı ve sekonder gerilimi nasıl hesaplanır?: İdeal transformatörde Vs / Vp = Ns / Np'dir, akımlar ise tersine ölçeklenir: Is / Ip = Np / Ns. Primerde 500, sekonderde 50 sarım varken 230 V girişte sekonder yaklaşık 23 V verir. Gerçek transformatörler, sargı direnci ve kaçak akı nedeniyle yük altında biraz daha az verir; simülatör bunu kuplaj katsayısı ve yük üzerinden gösterir.
Transformatör neden yalnızca alternatif akımla çalışır?: Transformatörün sekonderde gerilim indüklemesi için değişen bir manyetik akıya ihtiyacı vardır (Faraday yasası). DC sabit bir akı oluşturur; bu yüzden oturduktan sonra sekonderde gerilim görünmez, primer akımı yalnızca küçük sargı direnciyle sınırlanır ve bu sargıyı aşırı ısıtıp nüveyi doyuma sokabilir.
Transformatör tasarlandığından düşük frekansta çalıştırılırsa ne olur?: Belirli bir gerilimde nüve akısı frekansla ters orantılıdır (V ≈ 4,44 × f × N × Φ). 50 Hz için tasarlanmış bir transformatörü aynı gerilimle daha düşük frekansta çalıştırmak nüveyi doyuma iter; mıknatıslanma akımı ve ısınma keskin biçimde artar. Frekansı düşürdükçe simülatör nüve doyması konusunda uyarır.