Kuinka jännitemuuntaja toimii

Jännitemuuntajaa käytetään muuntamaan yhden suuruinen vaihtojännite toisen suuruiseksi vaihtojännitteeksi. Jännitemuuntaja toimii sähkömagneettisen induktion ilmiön ansiosta: ajassa muuttuva magneettivuo synnyttää EMF:n kelaan (tai keloihin), jonka läpi se kulkee.

Muuntajan ensiökäämi on kytketty liittimillään vaihtojännitteen lähteeseen, ja toisiokäämin napoihin on kytketty kuorma, jolle on syötettävä jännite, joka on pienempi tai korkeampi kuin sen lähteen jännite, josta tämä muuntaja syötetään.

Kiitos osallistumisestasi ydin (magneettinen piiri), muuntajan ensiökäämin synnyttämä magneettivuo ei ole hajallaan minnekään, vaan se keskittyy pääasiassa sydämen rajoittamaan tilavuuteen. Vaihtovirtaensiökäämissä toimien magnetoi sydämen yhteen tai vastakkaiseen suuntaan, kun taas magneettivuon muutos ei tapahdu spurtteina, vaan harmonisesti, sinimuotoinen (jos puhumme verkkomuuntajasta).

Voidaan sanoa, että sydämen rauta lisää ensiökäämin induktanssia, eli lisää sen kykyä luoda magneettivuo virran kulkiessa ja parantaa ominaisuutta estää virtaa kasvamasta, kun laitteeseen syötetään jännite. käämin liittimet. Siksi muuntaja kuluttaa tyhjäkäynnillä (kuormittamattomassa tilassa) vain milliampeeria, vaikka muuttuva jännite vaikuttaa käämiin.

Toisiokäämi on muuntajan vastaanottopuoli. Se vastaanottaa ensiökäämin virran synnyttämän muuttuvan magneettivuon ja lähettää sen magneettipiirin läpi sen kierrosten kautta. Tietyllä nopeudella vaihteleva magneettivuo, joka tunkeutuu toisiokäämin kierroksiin, sähkömagneettisen induktion lain mukaan aiheuttaa tietyn EMF:n jokaisessa vuorossaan. Nämä indusoidut EMF:t lisätään jokaisella käännös-käännöksellä ajanhetkellä muodostaen toisiokäämin jännitteen (muuntajan avoimen piirin jännite).

On ajankohtaista huomata, että mitä nopeammin magneettivuo muuttuu sydämessä, sitä suurempi on muuntajan toisiokäämin jokaisella kierroksella indusoituva jännite. Ja koska sekä ensiö- että toisiokäämiä läpäisee sama magneettivuo (joka syntyy ensiökäämin vaihtovirrasta), sekä ensiö- että toisiokäämien kierroskohtainen jännite on sama magneettivirran suuruuden perusteella. ja sen muutosnopeus.

Jos kaivaa syvemmälle, muuttuva magneettivuo ytimessä luo sitä ympäröivään tilaan sähkökentän, jonka intensiteetti on sitä suurempi mitä suurempi magneettivuon muutosnopeus ja mitä suurempi tämän muutoksen arvo on magneettivuo. Tämä pyörresähkökenttä vaikuttaa toisiokäämin johtimessa oleviin elektroneihin työntäen niitä tiettyyn suuntaan, minkä ansiosta toisiokäämin päissä on mahdollista mitata Jännite.

Jos muuntajan toisiokäämiin on kytketty kuorma, virta kulkee sen läpi, mikä tarkoittaa, että tämän virran tuottama toisiokäämissä syntyy ytimeen.

Toisiokäämin virran synnyttämä magneettivuo eli kuormavirta ohjataan (vrt. Lenzin sääntö) ensiökäämin magneettivuoa vastaan ​​ja aiheuttaa siten ensiökäämin vasta-EMF:n, mikä johtaa virran kasvuun ensiökäämissä ja vastaavasti muuntajan kuluttaman tehon kasvuun. verkkoon.

Primääri-, toisiomagneettivuon käänteisen ilmentyminen sydämen sisällä kytketyn kuorman vaikutuksesta vastaa ensiökäämin induktanssin pienenemistä. Siksi kuormitettu muuntaja kuluttaa huomattavasti enemmän sähköenergiaa kuin tyhjäkäynnillä.