Beschreibung
1. Kernfunktion
Der grundlegende Zweck eines Transformators besteht darin, die Spannungs- und Stromstärke des Wechselstroms zu ändern, ohne die Frequenz zu ändern.
2. Funktionsprinzip
(1) EingangswechselstromDer Transformator muss Wechselstrom verwenden. Die Richtung und Größe des Wechselstroms ändern sich ständig und periodisch. Wir leiten diesen wechselnden Wechselstrom in die Primärspule des Transformators.
(2) Erzeugen Sie ein sich änderndes Magnetfeld. Gemäß dem Oersted-Gesetz erzeugt ein durch einen Draht fließender elektrischer Strom ein Magnetfeld. Da sich der Strom in der Primärspule ständig ändert, erzeugt er im Kern ein Magnetfeld, dessen Stärke und Richtung sich ständig ändern.
(3) Magnetfeldleitung durch den Kern Die Spulen eines Transformators sind normalerweise um einen Kern aus gestapelten Siliziumstahlblechen gewickelt. Dieser Kern kann das von der Primärspule erzeugte wechselnde Magnetfeld effizient leiten und konzentrieren, ohne dass die Sekundärspule nahezu Verluste erleidet.
(4) Das Magnetfeld durchschneidet die Sekundärspule. Wenn dieses sich ändernde Magnetfeld durch die Sekundärspule verläuft, führt das sich ständig ändernde Magnetfeld dazu, dass die Drähte in der Sekundärspule die magnetischen Flusslinien „durchschneiden“.
(5)Induzieren Sie eine neue Spannung (elektromagnetische Induktion). Gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird im Stromkreis eine induzierte elektromotorische Kraft (Spannung) erzeugt, wenn sich der magnetische Fluss durch einen geschlossenen Stromkreis ändert. Daher wird an den beiden Enden der Sekundärspule eine Wechselspannung induziert.
3. Ob es sich bei einem Transformator um einen „Aufwärtstransformator“ oder einen Abwärtstransformator handelt, hängt vollständig vom Windungsverhältnis der Primärspule zur Sekundärspule ab.
Sie folgen einer einfachen Formel:
- Vp / Vs=Np / Ns
- Vp: Primärspulenspannung (Eingangsspannung)
- Vs: Sekundärspulenspannung (Ausgangsspannung)
- Np: Anzahl der Windungen in der Primärspule
- Ns: Anzahl der Windungen in der Sekundärspule
Gleichzeitig sind die Spannungs- und Stromänderungen gemäß dem Energieerhaltungssatz (ohne Berücksichtigung geringfügiger Verluste) entgegengesetzt:Vp × Ip ≈ Vs × Is
- Ip: Primärspulenstrom (Eingangsstrom)
- Is: Sekundärspulenstrom (Ausgangsstrom)
4.Übersicht
Vereinfacht ausgedrückt ist der Betrieb eines Transformators ein Energieumwandlungsprozess von „elektrisch → magnetisch → elektrisch“: Ein an die Primärspule angelegter Wechselstrom erzeugt ein sich änderndes Magnetfeld, das durch den Kern geleitet wird und die Sekundärspule induziert, wodurch ein neuer Wechselstrom erzeugt wird. Durch Veränderung des Windungsverhältnisses der beiden Spulen lässt sich die Ausgangsspannung flexibel anpassen.
