Transformatory i autotransformatory - jaka jest różnica i cecha

Różne urządzenia elektryczne i nowoczesne sieci elektryczne jako całość wykorzystują przede wszystkim prąd przemienny do swojej pracy. Prąd przemienny zasila silniki, piece indukcyjne, obrabiarki, komputery, grzejniki, grzejniki elektryczne, urządzenia oświetleniowe, urządzenia gospodarstwa domowego.

Nie można przecenić znaczenia prądu przemiennego dla współczesnego świata. Jednak wysokie napięcie jest wykorzystywane do przesyłania energii elektrycznej na duże odległości. Ta technika wymaga niskiego napięcia do zasilania - 110, 220 lub 380 woltów.

Dlatego po przesłaniu na odległość napięcie musi zostać zmniejszone. Opuszczanie odbywa się etapami za pomocą transformatorów i autotransformatorów.

Ogólnie rzecz biorąc, transformatory są w górę iw dół. Transformatory podwyższające są instalowane w elektrowniach, w których zwiększają napięcie przemienne otrzymywane z generatora do setek tysięcy, a nawet miliona woltów, które są odpowiednie do przesyłania na duże odległości przy minimalnych stratach energii. A potem to wysokie napięcie jest ponownie redukowane za pomocą transformatorów.

Konwencjonalny transformator mocy lub sieci jest jednostką elektromagnetyczną, której celem jest zmiana wartości skutecznej napięcia przemiennego dostarczanego do uzwojenia pierwotnego. Transformator kanoniczny ma kilka uzwojeń, ale co najmniej dwa - pierwotny i wtórny.

Zwoje wszystkich uzwojeń transformatora otaczają wspólny rdzeń magnetyczny - rdzeń. Napięcie jest przykładane do uzwojenia pierwotnego, którego wartość musi zostać zmieniona, a odbiornik lub sieć z gniazdami, z których będzie zasilanych wielu odbiorców, jest podłączona do uzwojenia wtórnego (uzwojenia).

Więcej informacji na temat transformatora urządzenia patrz tutaj:Jak jest ustawiony i działa transformator, jakie cechy są brane pod uwagę podczas pracy

Działanie transformatora oparte jest na prawie elektromagnetycznej indukcji Faradaya. Kiedy prąd przemienny przepływa przez zwoje uzwojenia pierwotnego, przemienne pole elektromagnetyczne danego prądu działa w przestrzeni wewnątrz (głównie) uzwojenia.

To przemienne pole magnetyczne może indukować indukcję elektromagnetyczną w uzwojeniu wtórnym, które pokrywa przestrzeń działania strumienia magnetycznego uzwojenia pierwotnego. W konwencjonalnym transformatorze uzwojenia pierwotne są galwanicznie odizolowane od pierwotnego.

W autotransformatorze część zwojów uzwojenia pierwotnego jest wykorzystywana jako uzwojenie wtórne. Wskazane jest stosowanie autotransformatorów, gdy napięcie musi być zmniejszone tylko nieznacznie, nie czasami, jak to robią konwencjonalne transformatory, ale na przykład 0,7 razy.

Zatem główna różnica między transformatorem a autotransformatorem polega na tym, że w konwencjonalnym transformatorze uzwojenia są elektrycznie odizolowane od siebie, a uzwojenia autotransformatora mają wspólne zwoje i dlatego są zawsze galwanicznie połączone. W przypadku transformatora każde uzwojenie ma co najmniej dwa własne zaciski; w przypadku autotransformatora jeden zacisk zawsze będzie wspólny dla uzwojenia pierwotnego i wtórnego.

Autotransformatory są szeroko stosowane w sieciach o napięciu większym niż 100 kV, ponieważ przy stopniowej redukcji napięcia, gdy jest jasne, że uzwojenia końcowego transformatora będą izolowane galwanicznie, brak izolacji galwanicznej na etapie autotransformatora nie jest krytyczny.

Ale z ekonomicznego punktu widzenia autotransformatory są znacznie bardziej opłacalne niż zwykłe. Mają mniejsze straty w uzwojeniach ze względu na mniej miedzi w drutach niż konwencjonalne transformatory o podobnej mocy.

Rozmiar autotransformatora przy tej samej mocy jest mniejszy - mniejsze koszty materiałów i rdzenia. Autotransformatory mają wyższą wydajność, ponieważ tylko część strumienia magnetycznego podlega konwersji. Ogólnie rzecz biorąc, koszt autotransformatora jest niższy.

Wady autotransformatora, w przeciwieństwie do zwykłego, obejmują brak izolacji galwanicznej między obwodem pierwotnym i wtórnym. Jeśli izolacja zostanie z jakiegokolwiek powodu zerwana, uzwojenie niskiego napięcia będzie pod wysokim napięciem. Dlatego autotransformatory zwykle nie są używane w życiu codziennym, aby nie narażać przeciętnego człowieka na niebezpieczeństwo porażenia prądem.

Przy napięciach do 1000 woltów, autotransformatory służą do regulacji napięcia w postaci urządzeń laboratoryjnych - laboratoryjnych autotransformatorów (LATR) i jako część elektromechanicznych stabilizatorów napięcia (patrz - Sieciowe stabilizatory napięcia 220 V - porównanie różnych typów, zalet i wad)