Máy biến áp cho phép bạn tăng điện áp do mất cường độ dòng điện hoặc ngược lại. Trong mọi trường hợp, định luật bảo toàn năng lượng được áp dụng, nhưng một số định luật chắc chắn sẽ chuyển thành nhiệt. Do đó, hiệu suất của máy biến áp, mặc dù thường gần với sự thống nhất, nhưng ít hơn nó.
Hướng dẫn
Bước 1
Máy biến áp hoạt động dựa trên một hiện tượng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi một vật dẫn tiếp xúc với một từ trường thay đổi, một điện áp xuất hiện ở hai đầu của vật dẫn này, tương ứng với đạo hàm đầu tiên của sự thay đổi trong trường này. Như vậy, khi điện trường không đổi, không có hiệu điện thế nào phát sinh ở hai đầu vật dẫn. Điện áp này rất nhỏ, nhưng nó có thể được tăng lên. Để làm điều này, thay vì một dây dẫn thẳng, chỉ cần sử dụng một cuộn dây bao gồm số vòng mong muốn là đủ. Vì các lượt được nối nối tiếp, nên tổng điện áp trên chúng là tổng. Do đó, các vật khác bằng nhau thì hiệu điện thế sẽ lớn hơn dây dẫn một vòng hoặc dây dẫn thẳng một số lần tương ứng với số vòng dây.
Bước 2
Bạn có thể tạo ra một từ trường xoay chiều theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, quay một nam châm bên cạnh cuộn dây sẽ tạo ra máy phát điện. Đối với điều này, trong máy biến áp, một cuộn dây khác được sử dụng, được gọi là cuộn sơ cấp, và một điện áp có dạng này hay dạng khác được đặt vào nó. Điện áp phát sinh trong cuộn thứ cấp, hình dạng của nó tương ứng với đạo hàm thứ nhất của dạng sóng điện áp trong cuộn sơ cấp. Nếu điện áp trên cuộn sơ cấp thay đổi theo hình sin thì trên cuộn thứ cấp biến thiên theo hình sin. Tỷ số biến đổi (không nên nhầm lẫn với hiệu suất) tương ứng với tỷ số giữa số vòng của các cuộn dây. Nó có thể ít hơn hoặc nhiều hơn một. Trong trường hợp đầu tiên, máy biến áp sẽ là bước xuống, trong trường hợp thứ hai - bước lên. Số vòng trên vôn (cái gọi là "số vòng trên vôn") là như nhau đối với tất cả các cuộn dây của máy biến áp. Đối với máy biến áp tần số nguồn, nó ít nhất là 10, nếu không thì hiệu suất giảm và nhiệt độ tăng lên.
Bước 3
Tính từ thông của không khí rất thấp, do đó, máy biến áp không lõi chỉ được sử dụng khi hoạt động ở tần số rất cao. Trong máy biến tần công nghiệp, người ta đã sử dụng lõi làm bằng thép tấm phủ một lớp điện môi. Do đó, các tấm được cách ly về điện với nhau và không xảy ra dòng điện xoáy, điều này có thể làm giảm hiệu suất và tăng nhiệt. Trong các máy biến áp của nguồn điện đóng cắt hoạt động ở tần số tăng lên, các lõi như vậy không được áp dụng, vì dòng điện xoáy đáng kể có thể xuất hiện trong từng tấm riêng lẻ và độ từ thẩm là quá mức. Các lõi ferit được sử dụng ở đây - chất điện môi có đặc tính từ tính.
Bước 4
Tổn thất trong máy biến áp, làm giảm hiệu suất của nó, phát sinh do nó phát ra trường điện từ xoay chiều, dòng điện xoáy nhỏ vẫn phát sinh trong lõi bất chấp các biện pháp đã được thực hiện để triệt tiêu chúng, cũng như sự hiện diện của điện trở hoạt động trong lõi các cuộn dây. Tất cả những yếu tố này, ngoại trừ yếu tố đầu tiên, đều dẫn đến sự nóng lên của máy biến áp. Điện trở hoạt động của cuộn dây phải không đáng kể so với điện trở bên trong của nguồn điện hoặc tải. Do đó, dòng điện qua cuộn dây càng lớn và điện áp trên cuộn dây càng thấp thì dây càng dày được sử dụng cho nó.
