Pentru a converti tensiunea în inginerie electrică, se folosesc transformatoare sau autotransformatoare. Datorită asemănării numelor acestor două dispozitive, ele sunt adesea confundate sau echivalate cu aceleași. Cu toate acestea, nu este cazul, deși principiul de funcționare este similar, dar designul și domeniul lor de aplicare sunt fundamental diferite. Prin urmare, să ne uităm la diferențele dintre un transformator și un autotransformator pentru a înțelege care este diferența.

Definiții

Un transformator este un dispozitiv electromagnetic care transmite energie printr-un câmp magnetic. Constă din două sau mai multe înfășurări (uneori numite bobine) pe un miez de oțel, fier sau ferită, în funcție de numărul de faze, tensiunile de intrare și de ieșire. Caracteristica sa principală este că circuitul primar și circuitul secundar nu sunt conectate electric între ele, adică înfășurările nu au contacte electrice. Aceasta se numește izolare galvanică. Și această conexiune a bobinelor se numește inductivă.

Mai jos vedeți o denumire grafică convențională a unui transformator cu două și trei înfășurări pe schema electrică:

Sunt step-up, step-down și izolare (tensiunea de intrare este egală cu tensiunea de ieșire). Mai mult decât atât, dacă aplicați putere înfășurării secundare a transformatorului descendente, veți obține o tensiune crescută pe înfășurările primare, aceeași regulă funcționează și pentru cea superioară.

Un autotransformator este una dintre variantele unui transformator cu o singură înfășurare pe un miez, în principiu similar cu cazul precedent. În ea, spre deosebire de transa normală, circuitele primare și secundare sunt conectate electric între ele. Aceasta înseamnă că nu asigură izolare galvanică. Puteți vedea mai jos denumirea grafică convențională a autotransformatorului:

Autotransformatoarele sunt disponibile cu tensiune de ieșire fixă ​​și reglabilă. Acestea din urmă sunt cunoscute de mulți sub numele LATR (autotransformator de laborator). Ele pot fi, de asemenea, atât în ​​jos, cât și în sus. Într-un LATR reglabil, circuitul secundar este conectat la un contact care alunecă de-a lungul bobinei.

Important! Din cauza lipsei izolării galvanice, autotransformatoarele, prin definiție, nu pot fi izolatoare, spre deosebire de cele convenționale!

O altă diferență este numărul de înfășurări ale autotransformatorului - de obicei este egal cu numărul de faze. În consecință, produsele cu o singură înfășurare sunt utilizate pentru alimentarea dispozitivelor monofazate, iar produsele cu trei înfășurări sunt utilizate pentru dispozitivele trifazate.

Principiul de funcționare

Pe scurt și în termeni simpli, vom lua în considerare modul în care funcționează fiecare versiune.

Transformatorul are cel puțin două înfășurări - primar și secundar (sau mai multe dintre ele). Dacă primarul este conectat la rețea (sau altă sursă de curent alternativ), atunci curentul în primar înfășurarea creează un flux magnetic prin miez, care, pătrunzând în spirele secundare, induce în ele EMF. Principiul de funcționare se bazează pe fenomenele de inducție electromagnetică, în special legea lui Faraday. Când curentul curge în înfășurarea secundară (în sarcină), curentul în înfășurarea primară se modifică și datorită inducției reciproce. Diferența de tensiune dintre înfășurările primare și secundare este determinată de raportul spirelor acestora (raportul de transformare).

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - numărul de ture pe primar și secundar.

Vorbind despre un autotransformator, are o singură înfășurare, dacă sunt mai multe faze, același număr de înfășurări. Când trece un curent alternativ prin el, fluxul magnetic care apare în interiorul său induce un EMF în aceeași înfășurare. Valoarea sa este direct proporțională cu numărul de spire. Sarcina (circuitul secundar) este conectată la robinetul din spire. Pe autotransformatorul step-up, puterea este furnizată nu la capetele înfășurării, ci la unul dintre capete și un robinet de la spire, spre deosebire de transformator. Ce s-a arătat în diagrama de mai sus.

Principalele diferențe

Pentru a vă face mai ușor să înțelegeți care este diferența dintre un transformator convențional și un autotransformator, am colectat principalele diferențe ale acestora într-un tabel:

Transformator	Autotransformator
Eficienţă	Eficiența unui autotransformator este mai mare decât cea a unuia convențional, mai ales cu o mică diferență între tensiunea de intrare și de ieșire.
Numărul de înfășurări	Minim 2 sau mai multe in functie de numarul de faze	1 sau mai multe, egal cu numărul de faze
Izolarea galvanică	Există	Nu
Risc de electrocutare la alimentarea cu aparate electrocasnice	Cu o tensiune de ieșire mai mică de 36 de volți - nu mare	Înalt
Siguranta pentru aparatele electrice	Înalt	Scăzut, dacă există o întrerupere a bobinei pe spire după atingerea sarcinii, întreaga tensiune de alimentare va cădea pe ea
Preț	Ridicat, consumul de cupru și oțel pentru miezuri este mare, în special pentru transformatoarele trifazate	Scăzut, datorită faptului că există doar 1 înfășurare pentru fiecare fază, consumul de cupru și oțel este mai mic

Scopul aplicatiei

Transformatoarele sunt folosite peste tot - de la centralele electrice și substațiile proiectate pentru zeci și sute de mii de volți până la alimentarea aparatelor electrocasnice mici. Desi recent au fost folosite surse de alimentare, acestea se bazeaza si pe un generator si un transformator pe un miez de ferita.

Autotransformatoarele sunt utilizate în stabilizatoarele de tensiune de la rețea de uz casnic. LATR-urile sunt adesea folosite în laboratoare pentru testarea sau repararea dispozitivelor electronice. Cu toate acestea, acestea și-au găsit aplicația în rețelele de înaltă tensiune, precum și pentru electrificarea căilor ferate.

De exemplu, pe calea ferată astfel de produse sunt utilizate în rețele 2x25 (două de 25 kilovolți). Ca și în diagrama de mai sus, în zonele slab populate, este așezată o linie de 50 kV și 25 kV este furnizat trenului electric printr-un fir aerian de la un autotransformator coborâtor. Acest lucru reduce numărul de stații de tracțiune și pierderile de linii.

Acum știți care este diferența fundamentală dintre un transformator și un autotransformator. Pentru a consolida materialul, vă recomandăm să vizionați un videoclip util pe această temă:

Probabil că nu știi:

• Care este diferența dintre un RCD electromecanic și unul electronic
• Diferențele dintre un protector de supratensiune și un prelungitor
• Diferența dintre contactor și demaror