ترانسفورماتور, مقالات
مبانی و اصول کار اجزای اصلی یک ترانس الکتریکی
نوامبر
تعریف ترانس
ترانس دستگاهی استاتیک‌است که انرژی الکتریکی را از طریق فرآیند القای الکترومغناطیسی از یک مدار به مدار دیگری منتقل‌می‌کند و عموما برای افزایش (نوع افزاینده) و یا کاهش (نوع کاهنده) سطح ولتاژ بین‌دو مدار مورد‌استفاده قرار می‌گیرد.
اصول کار
اصول کار ترانس بسیار ساده‌است. القای متقابل بین دو یا چند سیم‌پیچ (که کویل نیز نامیده‌می‌شود)
به انرژی الکتریکی اجازه می‌دهد
که بین مدارها منتقل گردد و این اصل بطور کامل در زیر توضیح داده‌می‌شود.
معادله EMF ترانس ، نسبت تبدیل ترانس
تئوری
فرض کنید یک سیم‌پیچ ( که به کویل نیز معروف‌است) توسط یک منبع الکتریکی متناوب تغذیه می‌شود. جریان متناوب عبوری از سیم‌پیچ، شاری متغیر و متناوب تولید‌می‌کند که سیم‌پیچ را احاطه کرده‌است. اگر سیم‌پیچ دیگری در نزدیکی این سیم‌پیچ قرار گیرد، بخشی از این شار متناوب با سیم‌پیچ دوم پیوند می‌خورد. از آنجا که دامنه و جهت این شار به طور مداوم تغییر می‌کند، باید یک شار پیوندی متغیر در سیم‌پیچ دوم نیز وجود داشته‌اشد.
بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، یک EMF القایی در سیم‌پیچ‌دوم وجود خواهد داشت که اگر مدار سیم‌پیچ ثانویه بسته باشد، از آن جریان نیز عبور می‌کند. این مسئله در واقع مبنای کار ترانس است. حال از نمادهای برقی برای تجسم این موضوع استفاده‌می‌شود، سیم‌پیچی که انرژی الکتریکی را از منبع دریافت‌می‌کند به عنوان “سیم‌پیچ اولیه” شناخته‌می‌شود که در نمودار زیر مشخص‌است.
در ادامه
سیم‌پیچی که ولتاژ خروجی مطلوب را به دلیل القاء متقابل بدست می‌دهد معمولا به عنوان “سیم‌پیچ ثانویه” شناخته‌می‌شود که در نمودار فوق مشهود‌است.
ترانسی که باعث افزایش ولتاژ بین سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه‌می‌شود، ترانس افزاینده[1] نامیده می‌شود. برعکس، ترانسی که باعث کاهش ولتاژ‌بین سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه‌می‌شود، کاهنده[2] خواهد بود. زیرا در هوای آزاد فقط بخش بسیار کمی از شار تولیدی توسط سیم‌پیچ اول با سیم‌پیچ دوم پیوند می‌خورد.
میزان تغییر شار پیوندی[3] بستگی به میزان شار مرتبط با سیم‌پیچ دوم دارد. بنابراین در حالت ایده‌آل تقریبا تمام شار سیم‌پیچ اولیه باید با سیم‌پیچ ثانویه پیوند داشته‌باشد که این امر با استفاده از ترانس با هسته‌ی آهنی انجام می شود و مسیری مشترک با رلوکتانس[4] کم بین دو سیم‌پیچ مشترک ایجاد‌می‌کند.
هدف از هسته ترانس فراهم کردن مسیری با رلوکتانس کم‌است طوریکه حداکثر مقدار شار تولیدی‌توسط سیم‌پیچ اصلی از طریق آن عبور کرده و با سیم‌پیچ ثانویه در ارتباط باشد. جریانی که هنگام روشن شدن ترانس از آن عبور‌می‌کند به عنوان جریان ورودی ترانس شناخته‌می‌شود.
جریان گردابی چیست و چه کاربرد هایی دارد
ساختمان و بخش‌های ترانس
سه بخش اصلی عبارتند از:
سیم‌پیچ اولیه
هسته مغناطیسی
سیم‌پیچ ثانویه
سیم‌پیچ اولیه
زمانیکه به منبع الکتریکی متصل‌می‌شود، شار مغناطیسی تولید‌می‌کند.
هسته مغناطیسی
شار مغناطیسی تولیدی توسط سیم‌پیچ اولیه از این مسیر با رلوکتانس پایین مرتبط با سیم‌پیچ ثانویه عبور‌می‌کند و یک مدار مغناطیسی بسته ایجاد‌می‌کند.
سیم‌پیچ ثانویه
شار تولید شده توسط سیم‌پیچ اولیه از هسته عبور می‌کند و با سیم‌پیچ ثانویه پیوند می‌یابد. این سیم‌پیچ نیز بر روی همان هسته پیچیده‌شده و خروجی مطلوب ترانس را بدست می‌دهد.
[1] step-up transformer.
[2] step-down transformer
[3] flux linkage
[4] reluctance
مقالات مربتط:
نماد ترانسفورماتورهای الکتریکی – نماد تک خطی ترانسفورماتور
ترانسفورماتور؛ ساختار؛ عملکرد؛ انواع کاربردها و محدودیت‌ها
علمکرد ترانسفورماتورها و محاسبه پارامترهای الکتریکی
مقاله زبان اصلی: