Berechnung des Übersetzungsverhältnisses von Transformatoren

Der Wechselstrom (AC) in den meisten Haushaltsgeräten kann nur von Stromleitungen stammen, die über einen Transformator Gleichstrom (DC) senden. Durch all die verschiedenen Arten von Strom, die durch einen Stromkreis fließen können, hilft es, die Energie zu haben, um diese elektrischen Phänomene zu steuern. Bei allen Anwendungen zum Ändern der Spannung von Schaltkreisen hängen Transformatoren stark von ihrer Windungszahl ab.

Berechnung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators

Ein Transformatorwindungsverhältnis ist die Division der Windungszahl in der Primärwicklung durch die Windungszahl in der Sekundärwicklung durch die Gleichung TR = Np / Ns. Dieses Verhältnis sollte auch gleich der Spannung der Primärwicklung geteilt durch die Spannung der Sekundärwicklung sein, wie durch Vp / Vs gegeben. Die Primärwicklung bezieht sich auf den mit Strom versorgten Induktor, ein Schaltungselement, das als Reaktion auf den Ladungsfluss ein Magnetfeld des Transformators induziert, und die Sekundärwicklung ist der nicht mit Strom versorgte Induktor.

Diese Verhältnisse gelten unter der Annahme, dass der Phasenwinkel der Primärwicklung den Phasenwinkeln der Sekundärwicklung nach der Gleichung ΦP = ΦS entspricht. Dieser primäre und sekundäre Phasenwinkel beschreibt, wie der Strom, der in der Primär- und Sekundärwicklung des Transformators zwischen Vorwärts- und Rückwärtsrichtung wechselt, miteinander synchronisiert ist.

Bei Wechselspannungsquellen, wie sie bei Transformatoren verwendet werden, ist die ankommende Wellenform sinusförmig, die Form, die eine Sinuswelle erzeugt. Das Transformator-Windungsverhältnis gibt an, wie stark sich die Spannung durch den Transformator ändert, wenn Strom von den Primärwicklungen zu den Sekundärwicklungen fließt.

Beachten Sie auch, dass sich das Wort "Verhältnis" in dieser Formel auf einen Bruch bezieht, nicht auf ein tatsächliches Verhältnis. Der Bruchteil von 1/4 unterscheidet sich vom Verhältnis 1: 4. Während 1/4 ein Teil eines Ganzen ist, das in vier gleiche Teile geteilt ist, bedeutet das Verhältnis 1: 4, dass es für eines von etwas vier von etwas anderem gibt. Das "Verhältnis" in dem Transformatorwindungsverhältnis ist ein Bruchteil und kein Verhältnis in der Transformatorverhältnisformel.

Das Übersetzungsverhältnis des Transformators zeigt, dass die Differenz, die die Spannung annimmt, von der Anzahl der Spulen abhängt, die um den Primär- und Sekundärteil des Transformators gewickelt sind. Ein Transformator mit fünf Primärspulen und 10 Sekundärspulen halbiert eine Spannungsquelle, wie durch 5/10 oder 1/2 angegeben.

Ob sich die Spannung infolge dieser Spulen erhöht oder verringert, wird durch die Transformatorverhältnisformel von einem Aufwärtstransformator oder einem Abwärtstransformator bestimmt. Ein Transformator, der die Spannung weder erhöht noch verringert, ist ein "Impedanztransformator", der entweder die Impedanz oder den Widerstand eines Stromkreises gegen den Strom messen oder einfach Unterbrechungen zwischen verschiedenen Stromkreisen anzeigen kann.

Der Aufbau eines Transformators

Die Kernkomponenten eines Transformators sind die beiden Primär- und Sekundärspulen, die sich um einen Eisenkern wickeln. Der ferromagnetische Kern oder ein Kern aus einem Permanentmagneten eines Transformators verwendet ebenfalls dünne elektrisch isolierte Scheiben, so dass diese Oberflächen den Widerstand für den Strom verringern können, der von den Primärspulen zu den Sekundärspulen des Transformators fließt.

Der Bau eines Transformators wird in der Regel so ausgelegt, dass möglichst wenig Energie verloren geht. Da nicht der gesamte Magnetfluss von den Primärspulen auf die Sekundärspule übertragen wird, entsteht in der Praxis ein gewisser Verlust. Transformatoren verlieren auch Energie durch Wirbelströme, lokalisierten elektrischen Strom, der durch Änderungen des Magnetfelds in elektrischen Kreisen verursacht wird.

Transformatoren haben ihren Namen, weil sie diesen Aufbau eines Magnetisierungskerns mit Wicklungen an zwei getrennten Teilen verwenden, um elektrische Energie durch die Magnetisierung des Kerns aus dem Strom durch die Primärwicklungen in magnetische Energie umzuwandeln.

Der Magnetkern induziert dann in den Sekundärwicklungen einen Strom, der die magnetische Energie wieder in elektrische Energie umwandelt. Dies bedeutet, dass Transformatoren immer an einer eingehenden Wechselspannungsquelle betrieben werden, die in regelmäßigen Abständen zwischen Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Stroms umschaltet.

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