Αυτό πρέπει να ξεκινήσει με την κρυφή αυτεπαγωγή του μετασχηματιστή. Ο μετασχηματιστής πρέπει να θεωρείται ως επαγωγέας, γιατί όπως είπαμε, τόσο ο επαγωγέας όσο και ο μετασχηματιστής έχουν τη μορφή πηνίου γύρω από έναν μαγνητικό πυρήνα.
Η επαγωγή του μετασχηματιστή είναι ένα όνομα που βασίζεται στην ηλεκτρομαγνητική αρχή, όχι ένα όνομα για πραγματική χρήση.
Το όνομα του μετασχηματιστή βασίζεται στον σκοπό του σχεδιασμού του, επειδή μεταδίδει ενέργεια και αλλάζει την τάση εξόδου.
Ωστόσο, ένα πράγμα που δεν μπορεί να αγνοηθεί είναι ότι το πηνίο τυλίγεται γύρω από τον μαγνητικό πυρήνα (εδώ μιλάμε για τον επαγωγέα με μαγνητικό πυρήνα, φυσικά, υπάρχει και ένας επαγωγέας πυρήνα αέρα), που είναι ο πιο συνηθισμένος επαγωγέας στο τροφοδοτικό μας. Δεδομένου ότι οι περιελίξεις του μετασχηματιστή μοιράζονται τον μαγνητικό πυρήνα, το μαγνητικό κύκλωμα le, η διατομή μαγνητικής ροής Ae και η μαγνητική διαπερατότητα μ των επαγωγών Lp και Ls του πρωτεύοντος πηνίου Np και του δευτερεύοντος Ns είναι ίδιες, πράγμα που σημαίνει ότι η μαγνητική αντίσταση Rm του μαγνητικού γραμμές είναι το ίδιο, επειδή η μαγνητική αντίσταση περιγράφει τα χαρακτηριστικά του μαγνητικού πυρήνα.
Ας κατανοήσουμε πρώτα την έκφραση της μαγνητικής αντίστασης του κανονικού μαγνητικού πεδίου ή του μαγνητικού μας κυκλώματος. Αργότερα θα γνωρίζουμε ότι προέρχεται επίσης από μια βάση:
Το αντίστροφο της μαγνητικής αντίστασης είναι η μαγνητική διαπερατότητα G. Αυτή η παράμετρος είναι και ο συντελεστής επαγωγής AL που βλέπουμε συχνά. Αυτό πρέπει να είναι ξεκάθαρο
Στον παραπάνω τύπο, μ είναι η μαγνητική διαπερατότητα υλικού, που είναι η απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα, le είναι το ισοδύναμο μαγνητικό κύκλωμα και Ae είναι η ισοδύναμη περιοχή διατομής του μαγνητικού πυρήνα
Δεδομένου ότι ο συντελεστής επαγωγής ή η μαγνητική διαπερατότητα G είναι ο ίδιος για τον ίδιο μαγνητικό πυρήνα, η σχέση μεταξύ του αριθμού των στροφών και της αυτεπαγωγής είναι φυσικά η ακόλουθη έκφραση. Αυτή είναι η πολύ κοινή μας μέθοδος υπολογισμού του αριθμού των στροφών χρησιμοποιώντας τη μετρούμενη αυτεπαγωγή (σπάσιμο του μετασχηματιστή άλλων σχεδιαστών).
Συμβουλή: Θυμηθείτε ότι είναι το δευτερεύον συνδεδεμένο φορτίο που παίρνει ρεύμα μέσω του μετασχηματιστή και όχι ο μετασχηματιστής που δίνει ενεργά ρεύμα στο φορτίο. Ο μετασχηματιστής μεταδίδει παθητικά ενέργεια, οπότε αυτό διακρίνει τη διαφορά μεταξύ του μετασχηματιστή και του επαγωγέα. Ο επαγωγέας απελευθερώνει ενέργεια στο φορτίο και απελευθερώνει ενεργά ενέργεια στο φορτίο. Για εύκολη κατανόηση, μπορείτε να πείτε ότι ο μετασχηματιστής είναι μια παθητική συσκευή και ο επαγωγέας είναι μια ενεργή συσκευή. Φυσικά, μην το καταλάβετε ως την έννοια της «παθητικής συσκευής» και της «ενεργητικής συσκευής» των συσκευών ημιαγωγών.
Αρχή, όταν το δευτερεύον του μετασχηματιστή συνδέεται με το φορτίο, λόγω του συντελεστή φορτίου, η δευτερεύουσα τάση us προστίθεται στο φορτίο R για να δημιουργηθεί το ρεύμα είναι (εδώ θεωρούμε το φορτίο ως ισοδύναμη αντίσταση R και το ρεύμα ρέει έξω από το ίδιο άκρο), και το ρεύμα δημιουργεί τη μαγνητική κινητήρια δύναμη Fs=είναι*Ns (η αρχή της ηλεκτροκινητικής δύναμης στο κύκλωμα) στο δευτερεύον πηνίο Ns και η μαγνητική ροή που δημιουργείται είναι φ{ {1}}φs.
Θυμάστε το νόμο του Ohm στο μαγνητικό κύκλωμα; Το πηλίκο της μαγνητικής κινητήριας δύναμης (NI, το γινόμενο του αριθμού των στροφών και του ρεύματος) και της μαγνητικής αντίστασης είναι η μαγνητική ροή. Η εξαγωγή αυτού του τύπου είναι επίσης πολύ απλή. Η βασική αρχή είναι το θεώρημα του κυκλώματος Ampere (η σύνδεση μεταξύ ρεύματος και μαγνητικού πεδίου). Στον τύπο, Rm είναι η μαγνητική αντίσταση και G είναι η μαγνητική διαπερατότητα. Αυτή είναι μια σταθερά στον ίδιο μαγνητικό πυρήνα.
Η μαγνητική ροή φ22 που προκαλείται από το φορτίο είναι αντίθετη από τη μαγνητική ροή φ11 που παράγεται από το πρωτεύον πηνίο που προκαλείται από το ρεύμα φορτίου. Αυτό μας λέει ο νόμος του Lenz. Στην ουσία, η μαγνητική ροή που δημιουργείται από το δευτερεύον πηνίο πρέπει να εξισορροπείται με το πρωτεύον πηνίο εκτός από τη μαγνητική ροή διέγερσης. Αυτό μπορεί επίσης να φανεί από την παραπάνω έκφραση μαγνητοκινητικής δύναμης. Στο παρακάτω σχήμα, χρησιμοποιούμε μαγνητικές γραμμές δύναμης διαφορετικών χρωμάτων για να το αναπαραστήσουμε.
Μετά τη φόρτωση, η κύρια μαγνητική ροή είναι το άθροισμα της μαγνητικής ροής ρεύματος διέγερσης χωρίς φορτίο φ1 και της μαγνητικής ροής φ11 που προκαλείται από το φορτίο, και τα δύο έχουν την ίδια κατεύθυνση.
Δώστε προσοχή στη γραφή του συμβόλου της μαγνητικής ροής phi, το οποίο μπορεί να παραμορφωθεί λόγω της αναγνώρισης του επεξεργαστή.
Η μαγνητική ροή διέγερσης είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την πραγματοποίηση ηλεκτρομαγνητικής μετατροπής. Ταυτόχρονα, μπορεί να φανεί ότι το πρωτεύον ρεύμα ρέει από το ίδιο άκρο και το δευτερεύον ρεύμα ρέει έξω από το ίδιο άκρο, το οποίο απλώς διατηρεί την ενέργεια μέσα και έξω, και μπορεί επίσης να ειπωθεί ότι αυτό διατηρεί τη μαγνητική ισορροπία (δεν μπορεί να συσσωρευτεί, συσσώρευση σημαίνει ότι ο πυρήνας του μετασχηματιστή είναι κορεσμένος μετά από ορισμένο χρόνο).
Αντίθετα, μπορούμε εύκολα να γνωρίζουμε την αναλογία του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος ρεύματος του μετασχηματιστή χρησιμοποιώντας την έκφραση μαγνητοκινητικής δύναμης. Η αντίστροφη σχέση προκύπτει με αυτόν τον τρόπο.
Από αυτόν τον τύπο, μπορεί να φανεί ότι ο μετασχηματιστής είναι μια συνάρτηση μεταβλητής ροής ρεύματος από το δευτερεύον στο πρωτεύον και το μεταβλητό ρεύμα είναι το αποτέλεσμα της δευτερεύουσας λήψης ενέργειας.
Από την άποψη ισχύος, η IP εδώ δεν περιλαμβάνει το ρεύμα διέγερσης, επειδή γνωρίζουμε από την αρχή ότι το τμήμα διέγερσης δεν μπορεί να μεταδοθεί. Το ρεύμα διέγερσης ή διέγερσης παρέχει μόνο τις συνθήκες για μετάδοση ενέργειας και το ίδιο το φορτίο παίρνει ενεργά ενέργεια.
Αγνοώντας την απώλεια, η ισχύς εισόδου και η ισχύς εξόδου είναι ίσες και δεν υπάρχει ανάγκη αποθήκευσης ενέργειας στο μαγνητικό πεδίο. Ο μετασχηματιστής είναι μια συσκευή μετάδοσης ενέργειας, όχι μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας. Στον πραγματικό μετασχηματιστή, χρησιμοποιούνται υλικά υψηλής μαγνητικής διαπερατότητας για την αύξηση της επαγωγής διέγερσης για τη μείωση του ρεύματος διέγερσης. Ο σκοπός της μείωσης του ρεύματος διέγερσης είναι η μείωση της απώλειας χαλκού και της μαγνητικής απώλειας.
4. Ανακλώμενη αντίσταση
Γνωρίζουμε ξεκάθαρα ότι μόνο το δευτερεύον πηνίο έχει πραγματικό φορτίο και η κύρια πλευρά δεν έχει πραγματικό φορτίο, αλλά όταν το φορτίο είναι συνδεδεμένο, υπάρχει ρεύμα και τάση στην κύρια πλευρά, που αποτελεί φαινόμενο ισοδύναμης αντίστασης.
Σχηματικό διάγραμμα κύριας ανακλώμενης σύνθετης αντίστασης μετασχηματιστή
Όταν φορτωθεί η έξοδος, το φορτίο παίρνει ενέργεια μέσω του μετασχηματιστή και το ρεύμα εισόδου θα αυξηθεί ανάλογα.
Τονίζεται ότι ο μετασχηματιστής είναι εξάρτημα μετάδοσης ενέργειας. Μόνο το ρεύμα διέγερσης ή διέγερσης προκαλεί αποθήκευση ενέργειας, η οποία δεν μπορεί να μεταδοθεί στη δευτερεύουσα πλευρά για χρήση του φορτίου. Όταν ο μετασχηματιστής είναι φορτωμένος, το δευτερεύον ρεύμα, δηλαδή η μαγνητοκινητική δύναμη που δημιουργείται από το ρεύμα φορτίου, είναι η μαγνητοκινητική δύναμη απομαγνητισμού. Η διέγερση είναι η βάση για τη διασφάλιση της μετάδοσης ενέργειας. Χωρίς αυτήν, η δευτερεύουσα τάση δεν θα υπάρχει πλέον, πόσο μάλλον η μετάδοση ενέργειας.
Η αρχή λειτουργίας καθορίζει ότι το φορτίο δεν μπορεί να απαιτεί ενέργεια διέγερσης για χρήση του φορτίου, επομένως το πρωτεύον πηνίο του μετασχηματιστή πρέπει να επαναρυθμιστεί μαγνητικά. Η μαγνητική επαναφορά είναι η διαδικασία ενεργητικής απελευθέρωσης ενέργειας από την πρωτογενή επαγωγή διέγερσης, αλλά δεν την δίνει στο φορτίο, αλλά την απελευθερώνει μέσω μιας διαδρομής που είναι φυσικά συνδεδεμένη με αυτό. Δεδομένου ότι η σύνδεση του πυρήνα είναι μια επαγωγική σύνδεση, το ρεύμα διέγερσης είναι η βάση για τη λειτουργία του μετασχηματιστή. Χωρίς αυτό, πώς μπορεί ο μετασχηματιστής να δημιουργήσει μια σχέση μεταξύ δύο πραγμάτων που δεν συνδέονται φυσικά;
5. Περίληψη
Αλλά από άποψη ενέργειας, ο μετασχηματιστής είναι παθητικός. Δεν θα απελευθερώσει ενεργά ενέργεια στο φορτίο. Αντίθετα, το φορτίο που συνδέεται με το δευτερεύον πηνίο θα απαιτεί ενέργεια από την πηγή. Φαίνεται ότι ο μετασχηματιστής παρέχει ενέργεια, αλλά θα πρέπει να είναι σαφές ότι αυτή η ενέργεια δεν αποθηκεύεται στον μετασχηματιστή. Αντίθετα, η κύρια πλευρά παρέχει ενέργεια συγχρονισμένα ως απόκριση στο αίτημα φορτίου ενώ το φορτίο το απαιτεί. Αυτό γίνεται συγχρονισμένα.