Transformatori un autotransformatori - kāda ir atšķirība un īpašība

Dažādas elektroiekārtas un mūsdienīgi elektriskie tīkli kopumā savā darbībā izmanto maiņstrāvu. Maiņstrāvas padeves motori, indukcijas krāsnis, darbgaldi, datori, sildītāji, elektriskie sildītāji, apgaismes ierīces, sadzīves tehnika.

Nevar pārvērtēt maiņstrāvas nozīmi mūsdienu pasaulē. Tomēr, lai pārsūtītu elektrisko enerģiju lielos attālumos, tiek izmantots augstspriegums. Un iekārtai tās barošanas avotam ir nepieciešams zems spriegums - 110, 220 vai 380 volti.

Tāpēc pēc pārsūtīšanas uz attālumu jāsamazina spriegums. Nolaišana tiek veikta pa soļiem, izmantojot transformatorus un autotransformatorus.

Parasti transformatori ir uz augšu un uz leju. Pakāpeniski transformatori tiek uzstādīti elektrostacijās, kurās tie palielina no ģeneratora saņemto maiņstrāvu līdz simtiem tūkstošu un pat miljonu voltu, kas ir piemēroti pārvadei lielos attālumos ar minimālu enerģijas zudumu. Un tad ar transformatoru palīdzību šis augstspriegums atkal tiek samazināts.

Parastais strāvas vai tīkla transformators ir elektromagnētiska vienība, kuras mērķis ir mainīt tā primārajam tinumam pievadītā maiņstrāvas faktisko vērtību. Kanoniskajam transformatoram ir vairāki tinumi, bet vismaz divi - primārie un sekundārie.

Visu transformatoru tinumu pagriezieni apņem kopēju magnētisko serdi - serdi. Primārajam tinumam tiek pielietots spriegums, kura vērtība ir jāmaina, patērētājam vai tīklam ar kontaktligzdām, no kura darbosies daudzi patērētāji, ir pievienots sekundārais (sekundārais) tinums (tinumi).

Plašāku informāciju par ierīces transformatoru skatiet šeit:Kā transformators ir sakārtots un darbojas, kādas īpašības tiek ņemtas vērā darbības laikā

Transformatora darbība balstās uz Faraday elektromagnētiskās indukcijas likumu. Kad pa primārā tinuma pagriezieniem plūst maiņstrāva, telpā, kas atrodas (galvenokārt) tinumā, darbojas noteiktas strāvas mainīgs elektromagnētiskais lauks.

Šis mainīgais magnētiskais lauks spēj izraisīt EML indukciju sekundārajā tinumā, kas aptver primārā tinuma magnētiskās plūsmas darbības telpu. Parastā transformatora gadījumā primārie tinumi ir galvaniski izolēti no primārā.

Autotransformatorā kā primāro tinumu daļu pagriezienu izmanto kā sekundāro. Autotransformatorus ieteicams izmantot gadījumos, kad spriegums ir jāsamazina tikai nedaudz, nevis reizēm, kā to dara parastie transformatori, bet, piemēram, 0,7 reizes.

Tādējādi galvenā atšķirība starp transformatoru un autotransformatoru ir tāda, ka parastajā transformatorā tinumi ir elektriski izolēti viens no otra, un autotransformatora tinumiem ir kopīgi pagriezieni, un tāpēc tie vienmēr ir galvaniski savienoti. Izmantojot transformatoru, katram tinumam ir vismaz divi savi spailes; ar autotransformatoru viens spailis vienmēr būs kopīgs primārajam un sekundārajam tinumam.

Autotransformatori tiek plaši izmantoti tīklos ar spriegumu virs 100 kV, jo ar pakāpenisku sprieguma samazināšanu, kad ir skaidrs, ka gala transformatora tinumi tiks galvaniski izolēti, galvaniskās izolācijas neesamība autotransformatora posmā nav kritiska.

Bet no ekonomiskā viedokļa autotransformatori ir daudz izdevīgāki nekā parastie. Viņiem ir mazāk zaudējumu tinumos, jo vados ir mazāk vara nekā parastajiem transformatoriem ar līdzīgu jaudu.

Autotransformatora izmērs ar vienādu jaudu ir mazāks - mazāk materiālu un galveno izmaksu. Autotransformatoriem ir augstāka efektivitāte, jo pārveidošanai tiek pakļauta tikai daļa magnētiskās plūsmas. Un vispār autotransformatora izmaksas ir zemākas.

Autotransformatora trūkumi, atšķirībā no parastajiem, ietver galvaniskās izolācijas trūkumu starp primāro un sekundāro ķēdi. Ja kāda iemesla dēļ izolācija tiek salauzta, zemsprieguma tinumam būs augsts spriegums. Tāpēc autotransformatorus parasti neizmanto ikdienas dzīvē, lai vidusmēra cilvēku nepakļautu elektriskās strāvas briesmām.

Pie sprieguma līdz 1000 voltiem autotransformatori tiek izmantoti sprieguma regulēšanai laboratorijas ierīču formā - laboratorijas autotransformatori (LATR) un kā elektromehānisko sprieguma stabilizatoru daļa (sk. 220 V tīkla sprieguma stabilizatori - dažādu veidu, priekšrocību un trūkumu salīdzinājums)