Step-Down-Transformator: Bauen, Arbeiten, Anwendungen

Diskussionspunkte:

Definition

A Transformator überträgt elektrische Energie. Tritt runter Transformator ist eine Art davon. Ein Abwärtstransformator verringert die an den Primärwicklungen anliegende Spannung und liefert auf der Sekundärseite eine reduzierte Spannung. Leistung und Frequenz bleiben dabei jedoch konstant.

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Ein einphasiger elektrischer Aufwärtstransformator, Bildnachweis - Mtodorow 69Transformator-Höhe kleinerCC BY-SA 3.0

Bau eines Abwärtstransformators

Der Bauprozess eines Abwärtstransformators liegt in seinem Kern und seinen Wicklungen und ist einem Aufwärtstransformator sehr ähnlich.

Konstruktion des Kerns eines Transformators:

Der Kern eines Transformators besteht aus weichen eisenähnlichen Metallen. Es lässt den Magnetfluss durch. Die Spulen beider Wicklungen sind um den Kern gewickelt. Der Kern kann von zwei Arten sein, basierend auf dem Umwickeln der Schlösser. Wenn die Spulen außerhalb des Körpers gewickelt sind, handelt es sich um einen Closed Core Transformer. Wenn sich die Wicklungen innerhalb des Eisenkerns befinden, handelt es sich um eine Schalenkernstruktur. Ein Transformator vom Typ mit geschlossenem Kern leidet unter dem Problem des "Leckageflusses", während dies bei einem Manteltyp nicht der Fall ist. Aus diesem Grund wird eine Schalenkernstruktur gegenüber einem geschlossenen Kern bevorzugt. 

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Transformator Wicklungen:

Wicklungen sind die Stromleiter im Transformator. Sie bestehen aus einer Drahtspule. Das Material des Drahtes ist Kupfer oder Aluminium. Es gibt zwei Arten von Wicklungen - Primärwicklungen und Sekundärwicklungen. Primärwicklungen empfangen die angelegte Spannung und die Sekundärwicklungen liefern die induzierte Last an die Last. Obwohl elektrische Energie von der Primärseite auf Sekundärwicklungen ohne metallische Kontakte übertragen wird, liegt hier der Hauptklassifizierungsparameter, um zu entscheiden, ob ein Transformator ein Auf- oder Absteigen ist.

Bei einem Abwärtstransformator ist die Anzahl der Windungen in den Primärwicklungen größer als die Anzahl der Windungen in den Sekundärwicklungen. Die Drahtdichte ist jedoch bei Primärwicklungen dünner als die Dicke der Sekundärwicklungen.

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Aufbau eines Abwärtstransformators, Bildnachweis: Fred die AusterTransformatorflussCC BY-SA 4.0

Arbeiten eines Abwärtstransformators

Das Funktionsprinzip eines Abwärtstransformators ist das gleiche wie bei einem typischen Transformator. Ein Abwärtstransformator liefert höhere Ausgangsspannungen als eine niedrigere Eingangsspannung und arbeitet nach dem Faradayschen Gesetz und dem Drehverhältnis.

Aufgrund der angelegten Spannung in den Primärwicklungen fließt der Strom durch die Drähte. Der Wechselstrom erzeugt einen magnetischen Fluss um die Wicklungen. Der Kern des Transformators lässt diesen Magnetfluss durch.

Eine Änderung des Magnetflusses induziert ferner eine Spannung in den Sekundärwicklungen.

Jetzt tritt der Drehverhältnisfaktor in Aktion.

Drehverhältnis = N.p/Ns =Vp/Vs -------- (ich)

Oder Vs = Vp * (Ns / Np) ——————— (ii)

Hier ist Np = Anzahl der Windungen in den Primärwicklungen.

Ns = Anzahl der Windungen in den Sekundärwicklungen

Vp = Spannung auf der Primärseite

Vs = Spannung auf der Sekundärseite.

In der Gleichung (ii) berechnen wir nun Vs - die Sekundärspannung. Wir können sehen, dass Vp konstant ist, da die angelegte Spannung konstant ist. Wenn wir nun das (Ns / Np) -Verhältnis erhöhen oder verringern, können wir unsere gewünschte Spannung auf der Ausgangsseite erhalten. Bei Verwendung eines Aufwärtstransformators besteht unser Motiv darin, eine geringere Spannung als der Eingang zu erzeugen. Wir müssen also das Verhältnis von (Ns / Np) kleiner als 1 halten.

Das heißt, der Wert von Np sollte höher sein als die Größe von Ns. Wie wir wissen, ist Np die Anzahl der Windungen in den Primärwicklungen. Deshalb ist ein Abwärtstransformator mit einer höheren Nr. Ausgelegt. von Windungen in der Primärwicklungsseite. Wie bereits erwähnt, bleibt die Leistung des elektrischen Signals gleich. Die Spannung wird reduziert und um die Leistung konstant zu halten, wird der Strom erhöht. Die Frequenz der Energie bleibt ebenfalls unverändert.

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Anwendungen des Abwärtstransformators

Transformatoren haben verschiedene Anwendungen. Der Abwärtstransformator wurde für bestimmte Aufgaben entwickelt und hat ein breites Anwendungsspektrum sowohl in elektrischen als auch in elektronischen Schaltkreisen.

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Abwärtstransformator in Kraftwerken, Bild von: StahlkocherDrehstromtransformator im Schnitt HochspannungCC BY-SA 3.0
  • Stromversorgungssystem: Abwärtstransformatoren werden in Stromverteilungssystemen verwendet. In einer verschiedenen Phase der Stromversorgung werden Abwärtstransformatoren verwendet, um die Spannung bei Bedarf zu reduzieren.
  • Elektronische Geräte: Aufwärtstransformatoren werden in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet, bei denen das Gerät mit niedrigeren Spannungen als der zugeführten Spannung arbeitet. Werkzeuge wie Adapter verschiedener elektronischer Geräte und Niederspannungsanwendungen verwenden diesen Transformatortyp.
  • Transformatoren, die wir in Straßen in der Nähe unseres Hauses gefunden haben, setzen Transformatoren ab.

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Häufig gestellte Fragen zu einem Abwärtstransformator

1. Verringert ein Abwärtstransformator den Strom?

Nein, ein Abwärtstransformator verringert oder verringert den Strom nicht. Stattdessen wird die Spannung reduziert und der Strom erhöht. Die Leistung des Signals bleibt jedoch konstant.

2. Warum müssen wir Transformatoren verstärken?

Der Name des Transformators hilft uns herauszufinden, was er tut. Ein Abwärtstransformator liefert reduzierte Versorgungsspannungen an seine Last. Wenn wir also die für unsere Arbeit bereitgestellte Spannung verringern oder verringern müssen, sollten wir einen Abwärtstransformator verwenden. Aber dass der aktuelle Wert erhöht wird. Wenn wir also die Spannungsquelle mit dem gleichen Strom minimieren müssen, würde ein Abwärtstransformator unseren Zwecken nicht dienen.

3. Ein Transformator hat 2000 Windungen Kupferdraht auf einer Seite und 1000 Windungen Kupferdraht auf einer anderen Seite. Wenn an der 440-Windungsseite eine Wechselspannung von 2000 Volt angelegt wird, wie hoch ist die Spannung an der 1000-Windungsseite? Auch was für ein Transformator ist das?

Die Spannung wird an der 2000-Windungsseite angelegt. Das ist also die Primärwicklung und die Anzahl der Drahtwindungen = 2000. Nehmen wir an, das ist Np.

1000 Umdrehungsseite ist die sekundäre Seite. Das ist also die Sekundärwicklung und die Anzahl der Drahtwindungen = 1000. Nehmen wir an, das ist ns.

Auf der Primärseite werden 440 Volt geliefert, das ist also die Primärspannung und sagen wir, dass = Vp

Wir müssen die Spannung auf der Sekundärseite berechnen; Nehmen wir an, dass = Vs.

Wir wissen, dass das Windungsverhältnis = Np / Ns ist

Das ist auch = Vp / Vs

Also ist Np / Ns = Vp / Vs

Oder Vs = (Ns / Np) * Vp

Wenn wir die Werte ersetzen, erhalten wir

Vs = (1000/2000) * 440

Oder Vs = 220 Volt

Die Spannung auf der Sekundärseite beträgt = 220 Volt.

Wie wir sehen können, ist die Spannung niedriger als die zugeführte Spannung, es handelt sich also um einen Abwärtstransformator.

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4. Schreiben Sie einige Unterschiede zwischen Aufwärts- und Abwärtstransformatoren

Der grundlegende Unterschied zwischen Aufwärts- und Abwärtstransformatoren liegt in ihrer Arbeitsweise. Aufwärtstransformatoren erhöhen die zugeführte Spannung, während Abwärtstransformatoren diese reduzieren. Hier sind einige der weiteren Unterschiede. Klicken Sie hier!

5. Praktische Bedeutung von Abwärtstransformatoren

Abwärtstransformatoren haben Auswirkungen auf unser tägliches Leben. Die in einem Kraftwerk erzeugte Leistung ist hochspannend (Bereich von Megawatt bis Gigawatt). Wenn es keine Abwärtstransformatoren gibt, gibt es in den Haushalten keinen Strom. Wenn wir Strom von Kraftwerken nach Hause übertragen müssen, muss ein Abwärtstransformator verwendet werden. Mit einem Abwärtstransformator können wir die Hochspannung reduzieren und Häuser versorgen.

6. Wie hoch ist das Übersetzungsverhältnis für einen Aufwärtstransformator?

Das Windungsverhältnis eines Transformators ist ein wesentlicher Parameter für die Berechnung der Leistung. Sie ergibt sich aus dem Gleichgewicht der Anzahl der Drahtwindungen in Primärwicklungen mit der Anzahl der Drahtbögen in Sekundärwicklungen. Die Gleichung gibt das Verhältnis -

Drehverhältnis = N.p/Ns

Np ist die Anzahl der Windungen in den Primärwicklungen und Ns ist die Anzahl der Biegungen in den Sekundärwicklungen.

Der Abwärtstransformator hat kein ideales Übersetzungsverhältnis. Es variiert je nach Bedarf. Um jedoch als Abwärtstransformator zu arbeiten, muss das Übersetzungsverhältnis größer als Eins sein.

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