Transformatieverhouding

De basis van de transformator bepaalt het fenomeenelektromagnetische inductie. De kern van de transformator bestaat uit afzonderlijke stalen platen, gemonteerd in een gesloten frame van een of andere vorm. Twee winding S₁ en S₂ met het aantal windingen w₁ en w поме worden op de kern geplaatst. De wikkelingen hebben een onbeduidende weerstand en grote inductantie.

Ben op beide einden van de windende S₁ van toepassing, welkelaten we de primaire, wisselspanning U₁ noemen. De wisselstroom I zal door de wikkeling gaan, die het staal van de kern zal magnetiseren, waardoor een magnetische wisselstroom daarin wordt gevormd. Het magnetiserende effect van de stroom is evenredig met het aantal ampere-turns (Iw₁).

Naarmate de stroomsterkte stijgt, is het magnetischflux en in de kern, waarvan de verandering zal opwinden in de windingen van de spoel de elektromotorische kracht van zelfinductie. Zodra deze de waarde van de aangelegde spanning bereikt, stopt de huidige groei in het primaire circuit. Dus, in het circuit van de primaire wikkeling van de transformator, zullen de aangelegde spanning U₁ en de elektromotorische kracht van zelfinductie Е будут werken. Tegelijkertijd is de spanning U₁ groter dan E₁ door de spanningsval in de wikkeling, die erg klein is. Bijgevolg kunnen we ongeveer schrijven:

U₁ = E₁.

De magnetische variabele stroom die ontstaat inde kern van de transformator gaat ook door de wikkelingen van zijn secundaire wikkeling, opwindend in elke wikkeling van deze wikkeling, dezelfde elektromotorische kracht als in elke omwenteling van de primaire wikkeling.

Uitgaande van het feit dat het aantal windingen van de primaire winding w is, en de secundaire winding w is, zullen de krachten die daarin worden geïnduceerd, respectievelijk gelijk zijn:

E₁ = w₁e,

E₂ = w₂e,

waarbij e de elektromotorische kracht is die in één omwenteling ontstaat.

De spanning U₂ aan de uiteinden van de open wikkeling is gelijk aan de elektromotorische kracht, dwz:

U₂ = E₂.

Bijgevolg kunnen we concluderen dat de hoeveelheidspanning aan beide uiteinden van de primaire transformatorwikkeling daardoor het waarde van de spanning aan de uiteinden van de tweede wikkeling, het aantal primaire windingen betreft het aantal windingen van de secundaire wikkeling:

(U₁ / U₂) = (w₁ / w₂) = k.

De constante waarde k is de transformatorverhouding van de stroomtransformator.

In het geval dat u de spanning moet verhogen,een secundaire wikkeling aanbrengen met een verhoogd aantal windingen (de zogenaamde step-up transformator); in het geval dat het nodig is om de spanning te verlagen, wordt de secundaire wikkeling van de transformator genomen met een kleiner aantal omwentelingen (een step-down transformator). Eén transformator kan zowel fungeren als een step-up-conversiefactor als als een step-down transformator, afhankelijk van welke wikkeling als primair wordt gebruikt.

De secundaire wikkeling is nog steeds open (stroom erinis niet). De transformator is niet actief. Tegelijkertijd verbruikt het weinig energie, omdat de stroom, de magnetiserende stalen kern, erg klein is vanwege de grote inductantie van de spoel. De overdracht van energie naar het secundaire circuit vanaf de primaire is helemaal niet aanwezig. Deze ervaring maakt het mogelijk om de transformatiecoëfficiënt, de weerstand van stationair draaien en de stroom van de transformator te kennen.

We laden de transformator en sluiten deze door de regelweerstandsecundair wikkelkring. Nu stroomt er een inductiestroom langs, we geven deze aan met de letter I₂. Deze stroom zal volgens de wet van Lenz leiden tot een afname van de magnetische flux in de kern. Maar de verzwakking van de magnetische flux in de kern zal leiden tot een afname van de elektromotorische kracht van zelfinductie in de primaire wikkeling en tot een onbalans tussen deze kracht E₁ en de spanning U₁ gegeven door de generator aan de primaire wikkeling. Dientengevolge zal in de primaire wikkeling de stroom met enige hoeveelheid I2 toenemen en gelijk worden aan I + I₁. Door de toename van de stroom neemt de magnetische flux in de transformatorkern toe tot de vorige waarde en zal het verstoorde evenwicht tussen U₁ en E₁ weer worden hersteld. Aldus veroorzaakt het verschijnen van de secundaire stroom I2 een toename in de stroom in de primaire wikkeling met een hoeveelheid I2, die de belastingsstroom van de primaire wikkeling van de transformator zal bepalen.

Wanneer de transformator is geladen,continue overdracht van energie naar het secundaire circuit vanaf de primaire. Volgens de wet van behoud en transformatie van energie, is de stroom in het primaire circuit gelijk aan de stroom in het secundaire circuit; daarom moet gelijkheid werken:

I₁ U₁ = I₂U₂.

In feite wordt deze gelijkheid niet gerespecteerd, omdat wanneer de transformator werkt er verliezen zijn, zij het kleine. De transformatieverhouding is ongeveer 94-99%.