A feszültség átalakítására az elektrotechnikában transzformátorokat vagy autotranszformátorokat használnak. A két eszköz nevének hasonlósága miatt gyakran összekeverik vagy azonosnak tekintik őket. Ez azonban nem így van, bár a működési elv hasonló, de a kialakítás és az alkalmazási körük alapvetően eltérő. Ezért nézzük meg a transzformátor és az autotranszformátor közötti különbségeket, hogy megértsük, mi a különbség.

Definíciók

A transzformátor egy elektromágneses eszköz, amely mágneses mezőn keresztül energiát továbbít. A fázisok számától, a bemeneti és kimeneti feszültségtől függően két vagy több tekercsből áll (néha tekercsnek is nevezik) egy acél-, vas- vagy ferritmagon. Fő jellemzője, hogy a primer áramkör és a szekunder áramkör nincs elektromosan összekapcsolva egymással, vagyis a tekercsek nem rendelkeznek elektromos érintkezőkkel. Ezt galvanikus leválasztásnak nevezik. És a tekercsek ezt a csatlakozását induktívnak nevezik.

Az alábbiakban egy két- és háromtekercses transzformátor hagyományos grafikus jelölése látható az elektromos kapcsolási rajzon:

Ezek a fokozatos fel, a lelépés és a leválasztás (a bemeneti feszültség megegyezik a kimeneti feszültséggel). Sőt, ha a lefelé tartó transzformátor szekunder tekercsére áramot kapcsol, akkor megnövekedett feszültséget kap a primer tekercseken, ugyanez a szabály vonatkozik a felfelé mutatóra is.

Az autotranszformátor a transzformátor egyik változata egy magra tekercselt, elvileg hasonló az előző esethez. Ebben a normál trance-től eltérően az elsődleges és a szekunder áramkörök elektromosan kapcsolódnak egymáshoz. Ez azt jelenti, hogy nem biztosít galvanikus leválasztást. Az alábbiakban láthatja az autotranszformátor hagyományos grafikus jelölését:

Az autotranszformátorok fix kimeneti feszültséggel és állíthatósággal kaphatók. Ez utóbbiakat LATR (laboratóriumi autotranszformátor) néven sokan ismerik. Lefelé és felfelé is lehetnek. Az állítható LATR-ben a szekunder áramkör a tekercs mentén csúszó érintkezőhöz csatlakozik.

Fontos! A galvanikus leválasztás hiánya miatt az autotranszformátorok értelemszerűen nem lehetnek szigetelők, ellentétben a hagyományosakkal!

Egy másik különbség az autotranszformátor tekercseinek száma - általában megegyezik a fázisok számával. Ennek megfelelően az egyfázisú eszközök táplálására egytekercses termékeket, a háromfázisú eszközökhöz pedig három tekercses termékeket használnak.

Működési elve

Röviden és leegyszerűsítve megvizsgáljuk az egyes verziók működését.

A transzformátornak legalább két tekercselése van - elsődleges és szekunder (vagy több). Ha az elsődleges csatlakozik a hálózathoz (vagy más váltóáram-forráshoz), akkor az elsődlegesben lévő áram a tekercselés mágneses fluxust hoz létre a magon keresztül, amely a másodlagos meneteken áthatolva indukál beléjük EMF. A működési elv különösen az elektromágneses indukció jelenségén alapul Faraday törvénye. Amikor áram folyik a szekunder tekercsben (a terhelésbe), az elsődleges tekercsben lévő áram is változik a kölcsönös indukció miatt. A primer és szekunder tekercsek közötti feszültségkülönbséget a meneteik aránya (transzformációs arány) határozza meg.

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - az elsődleges és a másodlagos fordulatok száma.

Ha már autotranszformátorról beszélünk, annak egy tekercselése van, ha több fázis van, akkor ugyanannyi tekercs van. Amikor váltakozó áram folyik át rajta, a benne fellépő mágneses fluxus ugyanabban a tekercsben EMF-et indukál. Értéke egyenesen arányos a fordulatok számával. A terhelés (másodlagos kör) a fordulatoktól csatlakozik a csaphoz. A fellépő autotranszformátoron a transzformátorral ellentétben nem a tekercs végeihez, hanem az egyik végéhez és a fordulatokból egy csaphoz jut az áram. Ami a fenti ábrán látható.

A fő különbségek

Annak érdekében, hogy könnyebben megértse, mi a különbség a hagyományos transzformátor és az autotranszformátor között, összegyűjtöttük a fő különbségeket egy táblázatban:

Transzformátor	Autotranszformátor
Hatékonyság	Az autotranszformátor hatékonysága nagyobb, mint a hagyományosé, különösen a bemeneti és a kimeneti feszültség közötti kis különbség mellett.
A tekercsek száma	A fázisok számától függően legalább 2 vagy több	1 vagy több, egyenlő a fázisok számával
Galvanikus szigetelés	Van	Nem
Áramütés veszélye elektromos háztartási készülékek táplálása során	36 V-nál kisebb kimeneti feszültséggel - nem magas	Magas
Biztonság az elektromos berendezésekhez	Magas	Alacsony, ha a tekercs szakadása van a terheléshez csapás utáni kanyarokban, akkor a teljes tápfeszültség ráesik
Ár	Magas, a magok réz- és acélfogyasztása nagy, különösen a háromfázisú transzformátorok esetében	Alacsony, mivel minden fázishoz csak 1 tekercs van, a réz és az acél fogyasztása alacsonyabb

Hatály

A transzformátorokat mindenhol használják – a több tíz- és százezer voltos feszültségre tervezett erőművektől és alállomásoktól a kis háztartási készülékek táplálásáig. Bár a közelmúltban tápegységeket használtak, ezek is generátoron és ferritmagos transzformátoron alapulnak.

Az autotranszformátorokat háztartási hálózati feszültségstabilizátorokban használják. A LATR-eket gyakran használják laboratóriumokban elektronikus eszközök tesztelésére vagy javítására. Ennek ellenére megtalálták alkalmazásukat a nagyfeszültségű hálózatokban, valamint a vasutak villamosításában.

Például vasúton az ilyen termékeket 2x25-ös hálózatokban használják (25 kilovoltból kettő). Ahogy a fenti ábrán is látható, a gyéren lakott területeken 50 kV-os vezetéket fektetnek le, és a villamos vonatot 25 kV-os tápvezetéken keresztül, leléptető autotranszformátorról látják el. Ez csökkenti a vontatási alállomások számát és a vonali veszteségeket.

Most már tudja, mi az alapvető különbség a transzformátor és az autotranszformátor között. Az anyag konszolidálásához javasoljuk, hogy nézzen meg egy hasznos videót a témában:

Valószínűleg nem tudod:

• Mi a különbség az elektromechanikus RCD és az elektronikus között?
• A túlfeszültségvédő és a hosszabbító közötti különbségek
• A kontaktor és az indító közötti különbség