У трансформаторі струму первинний струм викликає магнітне поле в серцевині, яке, в свою чергу, генерує струм у вторинному. Чудово.
Як же тоді силовий трансформатор видає напругу, а не струм? Хіба це не той самий принцип?
У трансформаторі струму первинний струм викликає магнітне поле в серцевині, яке, в свою чергу, генерує струм у вторинному. Чудово.
Як же тоді силовий трансформатор видає напругу, а не струм? Хіба це не той самий принцип?
Відповіді:
Трансформатор - це трансформатор, призначений для поточного використання або використання перетворення потужності. Всі трансформатори працюють за одним принципом.
Однак при проектуванні трансформатора є значна широта в різних параметрах. Ці різні компроміси надають трансформатору різні характеристики і тому роблять його придатним для різних застосувань.
Трансформатор почуття струму оптимізований для малого первинного опору, щоб мінімізувати падіння напруги в лінії, в якій він призначений для вимірювання струму в. Вторинний також призначений для підключення до низького опору. Це відображає менший опір до первинного. Трансформатор працює в основному у вихідному режимі короткого замикання. Зауважте, що через трансформатор передається мало потужності. Енергія забирається з магнітного поля вторинною майже, як тільки вона її туди вводить первинна. Як результат, серцевина може бути невеликою, оскільки ніколи не має затримувати багато енергії.
Силовий трансформатор має інше призначення, яке полягає в передачі енергії від первинної до вторинної. Іноді вони просто для ізоляції, але часто це також для того, щоб отримати інше поєднання напруги та струму на виході, ніж на вході. Щоб отримати потужність, вам потрібні як напруга, так і струм, а значить, трансформатор повинен працювати деяким між виходом короткого замикання, коли немає напруги, і виходом відкритого ланцюга там, де немає струму. Як правило, силові трансформатори розроблені так, що вторинний виглядає досить низьким опором, і тому напруга не надто сильно спадає при номінальній потужності. Вони також повинні поводитись розумно з легким навантаженням або без навантаження, що означає корпус відкритого контуру. Знову вам потрібно низький опір, щоб напруга у корпусі легкого навантаження не надто відрізнялося від корпусу повного навантаження. Цей тип трансформаторів повинен вміти обробляти більшу енергію в магнітному полі. Це означає фізично більший і тим важче ядро.
Різниця не у фізичному принципі, а лише у використанні.
Силовий трансформатор використовується для перетворення напруги, використовуючи кількість обмоток у двох котушках як співвідношення, тоді як трансформатор струму - це просто індуктор, розміщений навколо дроту, щоб відчути магнітне поле, викликане мінливим струмом. Тому ви використовуєте його для вимірювання струму (змінного струму), не порушуючи ланцюга.
Але обидва трансформатори випускають напругу, в основному, задану законом індукції Фарадея. Різниця полягає в тому, що силовий трансформатор керується напругою, а струм визначається навантаженням на іншій обмотці.
Принцип роботи трансформатора полягає в тому, що мінливий струм викликає магнітне поле, а магнітне поле викликає напругу. Тоді існує закон Ома, з якого випливає, що для напруги, прикладеної до навантаження, у вас струм, пропорційний опору навантаження.
Якщо скласти їх разом, у вас є нескінченна петля, в якій струм в навантаженні впливає на магнітне поле, яке генерує напругу на самому навантаженні. Ось так визначається струм у первинному силовому трансформаторі.
Щодо трансформатора струму, ви хочете, щоб найбільше можливе навантаження, щоб уникнути значного струму, що протікає в ньому, оскільки він створює ефект зворотного зв'язку.
Простий підсумок:
Трансформатор струму - це "нормальний" (напруга в) :( напруга вихідний) трансформатор, оптимізований для спеціального завдання.
Трансформатор струму ЗАВЖДИ працює з визначеним резистором навантаження.
Постійну K можна обчислити на основі коефіцієнта резистора навантаження та обертів, такий, що
Iin = Vout x k. Детальніше дивіться нижче.
Отже, Iin можна визначити, вимірюючи Vout.
Незважаючи на назву, трансформатор струму працює відповідно до стандартних рівнянь, пов'язаних з трансформатором (ігноруючи неідеальність, наприклад опір обмотки). Первинний, як правило, фактично є одним витком, що виробляється за допомогою дроту, що несе ланцюг, що вимірюється через серцевину. :
Повертається = первинний поворот або повороти.
Виходить = вторинні витки. Визначте коефіцієнт оборотів = TR = Turns_out / Turns_in
Vin x Iin = Vout x Iout ...... (2)
Iin = Iout x Vout / Vin ...... (3) = Перестановка (2)
АЛЕ якщо у нас є резистивне навантаження = Rout тоді
Так
Iin = Vout x TR / RLoad ...... (5b)
(Так Vout = Iin x Rl / TR) ...... (5c)
Для даного Rload і заданого коефіцієнта оборотів TR / Rload є постійною = K скажімо так
- Iin = Vout x K ...... (6) <- цільовий результат
Отже, для заданого навантаження ми можемо визначити Iin від Vout, помножений на постійну.
Деякі трансформатори струму включають у складі збірку Rout.
Деякі КТ потребують додавання Rout.
Якщо не додати Rout, це дає Vout = дуже-дуже-дуже великий, але, як правило, ненадовго.
Зазвичай вхідна "обмотка" - це один виток або провід, що проходить через серцевину. Використання декількох витків або циклічного проведення дроту, що проводить цільовий струм через серцевину, кілька разів зменшує коефіцієнт витків - так (див. 5в) Vout падає.
Ось таким чином, що ядро не насичується і працює максимально лінійно до Rl, і, отже, Vout не може бути "занадто великим". Макс. Rl та / або Vout визначені виробником.