Hoe een spanningstransformator werkt

Een spanningstransformator wordt gebruikt om een ​​wisselspanning van de ene grootte om te zetten in een wisselspanning van een andere grootte. De spanningstransformator werkt dankzij het fenomeen van elektromagnetische inductie: de in de tijd variërende magnetische flux genereert een EMF in de spoel (of spoelen) waar hij doorheen gaat.

De primaire wikkeling van de transformator is met zijn klemmen verbonden met een bron van wisselspanning, en met de klemmen van de secundaire wikkeling is een belasting verbonden die moet worden gevoed met een spanning die lager of hoger is dan de spanning van de bron van waaruit deze transformator wordt gevoed.

Bedankt voor het bijwonen kern (magnetisch circuit), wordt de magnetische flux die wordt gecreëerd door de primaire wikkeling van de transformator nergens verspreid, maar voornamelijk geconcentreerd in het volume dat wordt begrensd door de kern. Wisselstroomwerkend in de primaire wikkeling magnetiseert de kern in de ene of de tegengestelde richting, terwijl de verandering in de magnetische flux niet in spurts optreedt, maar harmonisch, sinusvormig (als we het hebben over een netwerktransformator).

Men kan zeggen dat het ijzer van de kern de inductantie van de primaire wikkeling verhoogt, dat wil zeggen, het vermogen vergroot om een ​​magnetische flux te creëren wanneer de stroom passeert en verbetert de eigenschap om te voorkomen dat de stroom toeneemt wanneer een spanning wordt aangelegd op de terminals van de wikkeling. Daarom verbruikt de transformator bij inactiviteit (in onbelaste modus) slechts milliampère, hoewel de veranderende spanning op de wikkeling inwerkt.

De secundaire wikkeling is de ontvangende kant van de transformator. Het ontvangt de veranderende magnetische flux die wordt gegenereerd door de stroom in de primaire wikkeling en stuurt deze door het magnetische circuit door zijn windingen. De magnetische flux, variërend met een bepaalde snelheid, doordringt de windingen van de secundaire wikkeling, volgens de wet van elektromagnetische inductie induceert een bepaalde EMF in elk van zijn beurten. Deze geïnduceerde EMF's worden toegevoegd op elk moment van draaiing tot draaiing, waardoor de secundaire wikkelspanning wordt gevormd (open circuitspanning van de transformator).

Het zal op tijd zijn om op te merken dat hoe sneller de magnetische flux in de kern verandert, hoe groter de geïnduceerde spanning bij elke omwenteling van de secundaire wikkeling van de transformator. En aangezien zowel de primaire als de secundaire wikkelingen doordrongen zijn van dezelfde magnetische flux (gecreëerd door de wisselstroom van de primaire wikkeling), is de spanning per winding van zowel de primaire als de secundaire wikkelingen hetzelfde, gebaseerd op de grootte van de magnetische stroom en de mate van verandering.

Als je dieper graaft, creëert de veranderende magnetische flux in de kern een elektrisch veld in de ruimte eromheen, waarvan de intensiteit groter is naarmate de veranderingssnelheid van de magnetische flux hoger is en hoe groter de waarde van deze veranderende magneetflux. Dit wervel-elektrische veld werkt op de elektronen in de geleider van de secundaire wikkeling en duwt ze in een bepaalde richting, waardoor het mogelijk is om aan de uiteinden van de secundaire wikkeling te meten Spanning.

Als een belasting is aangesloten op de secundaire wikkeling van de transformator, zal er een stroom doorheen vloeien, wat betekent dat een magnetische flux die door deze stroom in de secundaire wikkeling wordt gecreëerd, in de kern zal verschijnen.

De magnetische flux die wordt gegenereerd door de secundaire wikkelstroom, dat wil zeggen de belastingsstroom, zal worden gericht (vgl. Regel van Lenz) tegen de magnetische flux van de primaire wikkeling en zal daarom een ​​tegen-EMK in de primaire wikkeling induceren, wat zal leiden tot een toename van de stroom in de primaire wikkeling en dienovereenkomstig tot een toename van het vermogen dat wordt verbruikt door een transformator van de netwerk.

Het uiterlijk van het omgekeerde van de primaire, secundaire magnetische flux in de kern, als een effect van de aangesloten belasting, komt overeen met een vermindering van de inductantie van de primaire wikkeling. Daarom verbruikt een transformator onder belasting aanzienlijk meer elektrische energie dan wanneer hij niet wordt gebruikt.