ترانسفورماتور وسیلهای است که از اصل القای الکترومغناطیسی برای تبدیل ولتاژ AC استفاده میکند. اجزای اصلی آن شامل سیمپیچ اولیه، سیمپیچ ثانویه و هسته آهنی است.
در حرفه الکترونیک، اغلب میتوانید سایه ترانسفورماتور را ببینید، رایجترین آن در منبع تغذیه به عنوان ولتاژ تبدیل، ایزولاسیون استفاده میشود.
به طور خلاصه، نسبت ولتاژ سیمپیچهای اولیه و ثانویه برابر با نسبت دور سیمپیچهای اولیه و ثانویه است. بنابراین، اگر میخواهید ولتاژهای مختلفی را در خروجی داشته باشید، میتوانید نسبت دور سیمپیچها را تغییر دهید.
با توجه به فرکانسهای کاری مختلف ترانسفورماتورها، آنها را میتوان به طور کلی به ترانسفورماتورهای فرکانس پایین و ترانسفورماتورهای فرکانس بالا تقسیم کرد. به عنوان مثال، در زندگی روزمره، فرکانس جریان متناوب با فرکانس برق 50 هرتز است. ما ترانسفورماتورهایی را که در این فرکانس کار میکنند، ترانسفورماتورهای فرکانس پایین مینامیم. فرکانس کاری ترانسفورماتور فرکانس بالا میتواند به دهها کیلوهرتز تا صدها کیلوهرتز برسد.
حجم ترانسفورماتور فرکانس بالا بسیار کمتر از ترانسفورماتور فرکانس پایین با توان خروجی یکسان است.
ترانسفورماتور یک قطعه نسبتاً بزرگ در مدار قدرت است. اگر میخواهید حجم را کوچکتر کنید و در عین حال توان خروجی را تضمین کنید، باید از ترانسفورماتور فرکانس بالا استفاده کنید. بنابراین، ترانسفورماتورهای فرکانس بالا در منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده میشوند.
اصول کار ترانسفورماتور فرکانس بالا و ترانسفورماتور فرکانس پایین یکسان است، هر دو بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار میکنند. با این حال، از نظر مواد، «هسته» آنها از مواد مختلفی استفاده میکند.
هسته آهنی ترانسفورماتور فرکانس پایین عموماً با ورقهای فولادی سیلیکونی زیادی انباشته شده است، در حالی که هسته آهنی ترانسفورماتور فرکانس بالا از مواد مغناطیسی فرکانس بالا (مانند فریت) تشکیل شده است. (بنابراین، هسته آهنی ترانسفورماتور فرکانس بالا عموماً هسته مغناطیسی نامیده میشود)
در مدار منبع تغذیه ولتاژ تثبیتشده DC، ترانسفورماتور فرکانس پایین سیگنال موج سینوسی را منتقل میکند.
در مدار منبع تغذیه سوئیچینگ، ترانسفورماتور فرکانس بالا سیگنال موج مربعی پالس فرکانس بالا را منتقل میکند.
در توان نامی، نسبت بین توان خروجی و توان ورودی ترانسفورماتور، راندمان ترانسفورماتور نامیده میشود. وقتی توان خروجی ترانسفورماتور برابر با توان ورودی باشد، راندمان ۱۰۰٪ است. در واقع، چنین ترانسفورماتوری وجود ندارد، زیرا تلفات مس و تلفات آهن وجود دارد و ترانسفورماتور تلفات مشخصی خواهد داشت.
تلفات مس چیست؟
از آنجا که سیمپیچ ترانسفورماتور مقاومت خاصی دارد، وقتی جریان از سیمپیچ عبور میکند، بخشی از انرژی به گرما تبدیل میشود. از آنجا که سیمپیچ ترانسفورماتور با سیم مسی پیچیده شده است، این تلفات، تلفات مسی نیز نامیده میشود.
از دست دادن آهن چیست؟
تلفات آهن ترانسفورماتور عمدتاً شامل دو جنبه است: تلفات هیسترزیس و تلفات جریان گردابی؛ تلفات هیسترزیس به این معنی است که وقتی جریان متناوب از سیمپیچ عبور میکند، خطوط مغناطیسی نیرو برای عبور از هسته آهنی تولید میشوند و مولکولهای داخل هسته آهنی برای تولید گرما به یکدیگر ساییده میشوند و در نتیجه بخشی از انرژی الکتریکی مصرف میشود. از آنجا که خط مغناطیسی نیرو از هسته آهنی عبور میکند، هسته آهنی نیز جریان القایی تولید میکند. از آنجا که جریان چرخشی است، به آن جریان گردابی نیز گفته میشود و تلفات جریان گردابی نیز مقداری انرژی الکتریکی مصرف میکند.
زمان ارسال: ۲۷ دسامبر ۲۰۲۲
