Transformatoren erhöhen die Spannung, um den Strom zu verringern: 3 Fakten

Dieser Artikel befasst sich mit Wie erhöhen Transformatoren die Spannung, um den Strom zu verringern?, um die Gesamtleistung intakt zu halten. Wir werden auch einige häufig gestellte Fragen besprechen.

Wir kennen das Grundprinzip von Transformer besteht darin, Leistung zu übertragen, indem die Spannung in das Stromverhältnis umgewandelt wird. Leistung ist die Kombination zweier elektrischer Größen – der Spannung und des Stroms. Wenn wir also die Spannung in einem Transformator erhöhen, müssen wir den Strom um einen gewissen Betrag senken, um eine konstante Leistung zu ziehen. 

Wie erhöhen Transformatoren die Spannung, um den Strom gemäß dem Ohmschen Gesetz zu verringern?

Das Ohmsche Gesetz besagt, dass die Strommenge, die zwischen zwei beliebigen Punkten durch ein Leitermaterial fließt, direkt proportional zur Spannung an ihnen ist. Wenn also die Spannung signifikanter wird, muss auch der Strom erhöht werden. 

Bei Transformatoren sehen wir, dass der Strom reduziert wird, um die Gesamtleistung aufrechtzuerhalten, wenn die Spannung ansteigt. Da stellt sich uns natürlich eine Frage: Widersprechen Transformatoren dem Ohmschen Gesetz? Nun, die Transformatoren als Ganzes können dem Ohmschen Gesetz nicht folgen. Aber die internen Schaltungen der Transformatoren gehorchen natürlich dem Ohmschen Gesetz. Die Aussage des Ohmschen Gesetzes gilt für die Parameter einer einzelnen Schaltung. Ein Transformator teilt die gesamte Schaltung in zwei Hälften, die als zwei verschiedene Schaltungen fungieren. Das Ohmsche Gesetz gilt also einzeln für jeden der Schaltkreise. Lassen Sie uns diesbezüglich mehr erläutern. 

Aufwärtstransformatoren: Die Sekundärspule hat mehr Windungen als die Primärspule. Das Verhältnis Ns/Np ist also größer als 1. Durch das Transformationsphänomen können wir sagen, dass der Sekundärwiderstand viel größer ist als der Primärwiderstand. Diese Sekundärinduktivität ist an der Übertragungsleitung befestigt. 

Abwärtstransformatoren: Bei Abwärtstransformatoren findet genau das Gegenteil statt. Da die Windungen der Primärspule höher sind als die Windungen der Sekundärspule, ist der Primärwiderstand enorm. 

In beiden Fällen können wir sehen, dass der Widerstandswert analog zum Spannungsbetrag ist. Ganz offensichtlich wird der Strom niedrig (in Step-up) oder hoch (in Step-down) sein, um das Gleichgewicht zu halten. Daher können wir sagen, dass das Ohmsche Gesetz perfekt für die einzelnen Schaltungen passt. 

Wie erhöhen Transformatoren die Spannung, um den Strom zu verringern und Energie zu sparen? Veranschaulichen.

Um die Verluste bei der Energieübertragung über große Entfernungen effektiv zu minimieren, werden Transformatoren eingesetzt. 

Kraftwerke senden den erzeugten Strom über Übertragungsleitungen an Verteilnetze. An den Kraftwerken wird ein Aufwärtstransformator zur Spannungserhöhung eingesetzt. Die Spannung durchläuft die Übertragungsleitung und erreicht schließlich die Verteilungssysteme, in denen ein Abwärtstransformator vorhanden ist. Die Funktion dieses Transformators besteht darin, die Spannung herunterzustufen, damit er in kleineren Systemen gut funktioniert.

Bei jedem Verteilungssystem hängt der Strom von der Lastmenge ab. Es ist offensichtlich, dass ein System aus zwei Leuchten und zwei Lüftern viel weniger Strom verbrauchen würde als ein System mit zwei Leuchten, zwei Lüftern, einer Klimaanlage und einem Kühlschrank.

Lassen Sie uns nun besser verstehen, wie die Transformatoren in zwei Szenarien mit Verlusten umgehen.

Im ersten Fall beträgt die Übertragungsspannung 220 Volt. Wenn das System also einen Strom von 10 Ampere zieht, ist die elektrische Leistung P = VI = 220 x 10 = 2200 Watt. Wenn der Widerstand von Tx ist 0.5 Ohm, der Verlust = I2R = 102 x 0.5 = 50 Watt.

Im zweiten Fall verwenden wir einen Transformator von 10 kV/220 Volt an der Übertragungsleitung. Zieht das System also einen Sekundärstrom von 10 Ampere, ist der Primärstrom Ip= Ichs x vs/Vp = 10 x 220/10000 = 0.22 Ampere Wenn der Widerstand von Tx ist 0.5 Ohm, der Verlust = I2R = (0.22)2 x 0.5 = 0.0242 Watt.

Daher stellen wir fest, dass wir bei Verwendung eines Transformators (50-0.0242) = 49.9758 Watt Leistung nur für ein einzelnes System einsparen können. Transformatoren sind also als Stromsparer unglaublich effizient.

Wie erhöhen Transformatoren die Spannung, um den Strom zu verringern? FAQs

Reduzieren Transformatoren Strom oder Spannung?

Transformatoren sind elektrische Geräte, die die Spannung oder den Strom entsprechend den Anforderungen eines bestimmten Stromkreises reduzieren können. 

Die Transformatoren sind verantwortlich für das Nivellieren oder Hochsetzen der Spannung in Übertragungsleitungen und das Heruntersetzen der Spannung in Verteilungssystemen zur Stromversorgung. Um eine konstante Leistung aufrechtzuerhalten, ist es natürlich notwendig, den Strompegel zu senken, wenn wir den Aufwärtstransformator verwenden. Ebenso wird die Spannung in einem Abwärtstransformator abgesenkt. 

Wie ändern Transformatoren den Strom?

Transformatoren werden als elektromagnetische Geräte klassifiziert. Sie nutzen die Konzepte der elektromagnetischen Induktion, um den Strom zu ändern.

Jeder Transformator besteht aus zwei Stromkreisen – einem Primärinduktorkreis und einem Sekundärinduktorkreis. Wenn die primäre Induktorspule mit einer Wechselspannung beaufschlagt wird, wird der Strom erzeugt. Dieser Strom variiert und erzeugt ein variierendes Magnetfeld. Das veränderliche Magnetfeld bewirkt nun, dass sich in der sekundären Induktorspule eine elektromotorische Kraft entwickelt. Anschließend erzeugt diese EMF einen Strom in der Sekundärspule, da die Windungszahl in beiden Spulen unterschiedlich ist. Der Stromwert wird entweder erhöht (Abwärtstransformator) oder verringert (Abwärtstransformator).

Was passiert mit dem Strom, wenn die Spannung herabgesetzt wird?

Es ist bekannt, dass ein Abwärtstransformator den Strom erhöht und gleichzeitig die Spannung senkt.

Ein Abwärtstransformator beschneidet die Spannung von der Primärinduktivität in der Sekundärinduktivität. Die Anzahl der Sekundärwicklungen ist geringer als die Anzahl der Primärwicklungen, was bei der Spannungsreduzierung hilft. Aber das Prinzip der Transformatoren besagt, dass die Leistung während des gesamten Prozesses unverändert bleiben muss. Daher muss bei niedrigerer Spannung der Strompegel proportional ansteigen. Der Strom steigt also, wenn die Spannung heruntergesetzt wird.

Wie viel Spannung kann ein Aufwärtstransformator erhöhen?

Die Aufwärtstransformatoren sind so ausgelegt, dass sie die Spannung von der Primärwicklung zur Sekundärwicklung anheben. Die Höhe der Höhe hängt von den Windungen beider Wicklungen ab.

Lassen Sie uns das an einem Beispiel veranschaulichen. Angenommen, die Windung zählt in der Primärinduktivität und die Sekundärinduktivität beträgt 10 bzw. 100. Also das Spannungsübersetzungsverhältnis = Ns/Np = 1/10. Daher wird die Primärspannung in der Sekundärspule um das 10-fache erhöht. Dieses Verhältnis ist nicht festgelegt, es variiert für jeden Transformator, und somit unterscheidet sich auch die hochgesetzte Sekundärspannung.

Erhöhen Transformatoren den Widerstand?

Ein Transformator ist ein spannungsregulierendes Instrument, es handelt sich also nicht um Widerstände.

Ein Transformator wird in den Schaltkreisen verwendet, nur um die Spannung zu regulieren und die Leistung unversehrt zu halten. Die für dieses Phänomen verantwortlichen Größen sind also der Strom und die Spannung. Wo die Spannung erhöht wird, sinkt der Strom und umgekehrt. Auf die Widerstände oder Impedanzen wird also nicht gezählt. Die Hauptwirkung von Widerständen oder Impedanzen in einem Transformator sind verschiedene Arten von Verlusten

Datei:Stangenmontierter Transformer.jpg - Wikimedia Commons
BidgeeMastmontierter Transformator, Größe und Abmessungen von Verwenden für meinen Blog, CC BY 3.0

Kann ein Abwärtstransformator umgekehrt werden?

Ein Abwärtstransformator kann vorsichtig betrieben werden, damit er wie ein Aufwärtstransformator funktioniert. 

Ein Abwärtstransformator wird einfach umgekehrt gespeist, indem sein Eingang und Ausgang vertauscht werden. Obwohl diese Methode für die vorübergehende Verwendung akzeptabel ist, sollte sie nicht in größeren Konfigurationen eingesetzt werden. Wir sollten niemals die im Transformator angegebene Spannungsspanne überschreiten. Andernfalls können elektrische Gefahren auftreten.