Om spanning in de elektrotechniek om te zetten, worden transformatoren of autotransformatoren gebruikt. Vanwege de gelijkenis van de namen van deze twee apparaten, worden ze vaak verward of gelijkgesteld aan hetzelfde. Dit is echter niet het geval, hoewel het werkingsprincipe vergelijkbaar is, maar het ontwerp en hun toepassingsgebied zijn fundamenteel verschillend. Laten we daarom eens kijken naar de verschillen tussen een transformator en een autotransformator om te begrijpen wat het verschil is.

definities

Een transformator is een elektromagnetisch apparaat dat energie door een magnetisch veld stuurt. Het bestaat uit twee of meer wikkelingen (ook wel spoelen genoemd) op een stalen, ijzeren of ferrietkern, afhankelijk van het aantal fasen, ingangs- en uitgangsspanningen. Het belangrijkste kenmerk is dat het primaire circuit en het secundaire circuit niet elektrisch met elkaar zijn verbonden, dat wil zeggen dat de wikkelingen geen elektrische contacten hebben. Dit wordt galvanische isolatie genoemd. En deze verbinding van de spoelen wordt inductief genoemd.

Hieronder ziet u een conventionele grafische aanduiding van een twee- en driewikkelingstransformator op het elektrische schema:

Ze zijn step-up, step-down en isolatie (de ingangsspanning is gelijk aan de uitgangsspanning). Bovendien, als u stroom toepast op de secundaire wikkeling van de step-down transformator, krijgt u een verhoogde spanning op de primaire wikkelingen, dezelfde regel werkt voor de step-up wikkeling.

Een autotransformator is een van de varianten van een transformator met één wikkeling op een kern, in principe vergelijkbaar met het vorige geval. Daarin zijn, in tegenstelling tot normale trance, de primaire en secundaire circuits elektrisch met elkaar verbonden. Dit betekent dat het geen galvanische isolatie biedt. U kunt de conventionele grafische aanduiding van de autotransformator hieronder zien:

Autotransformatoren zijn verkrijgbaar met vaste uitgangsspanning en instelbaar. Deze laatste zijn bij velen bekend onder de naam LATR (laboratorium autotransformator). Ze kunnen ook zowel naar beneden als naar boven zijn. In een instelbare LATR is het secundaire circuit verbonden met een contact dat langs de spoel schuift.

Belangrijk! Door het ontbreken van galvanische isolatie kunnen autotransformatoren per definitie niet isolerend zijn, in tegenstelling tot conventionele!

Een ander verschil is het aantal autotransformatorwikkelingen - meestal is dit gelijk aan het aantal fasen. Dienovereenkomstig worden producten met enkelvoudige wikkeling gebruikt om enkelfasige apparaten van stroom te voorzien en worden producten met drie wikkelingen gebruikt voor driefasige apparaten.

Operatie principe

In het kort en in eenvoudige bewoordingen zullen we bekijken hoe elke versie werkt.

De transformator heeft ten minste twee wikkelingen - primair en secundair (of meerdere). Als de primaire is aangesloten op het netwerk (of een andere bron van wisselstroom), dan is de stroom in de primaire wikkeling creëert een magnetische flux door de kern, die, door de secundaire windingen te penetreren, erin induceert EMV. Het werkingsprincipe is gebaseerd op de verschijnselen van elektromagnetische inductie, in het bijzonder: De wet van Faraday. Wanneer stroom in de secundaire wikkeling (in de belasting) vloeit, verandert ook de stroom in de primaire wikkeling door wederzijdse inductie. Het spanningsverschil tussen de primaire en secundaire wikkelingen wordt bepaald door de verhouding van hun windingen (transformatieverhouding).

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - het aantal beurten op de primaire en secundaire.

Over een autotransformator gesproken, deze heeft één wikkeling, als er meerdere fasen zijn, hetzelfde aantal wikkelingen. Wanneer er een wisselstroom doorheen stroomt, induceert de magnetische flux die erin optreedt een EMF in dezelfde wikkeling. De waarde is recht evenredig met het aantal beurten. De belasting (secundair circuit) wordt vanaf de windingen op de kraan aangesloten. Op de step-up autotransformator wordt geen stroom geleverd aan de uiteinden van de wikkeling, maar aan een van de uiteinden en een tik van de windingen, in tegenstelling tot de transformator. Wat werd getoond in het bovenstaande diagram.

De belangrijkste verschillen

Om het u gemakkelijker te maken te begrijpen wat het verschil is tussen een conventionele transformator en een autotransformator, hebben we hun belangrijkste verschillen in een tabel verzameld:

Transformator	Autotransformator
efficiëntie	Het rendement van een autotransformator is hoger dan dat van een conventionele, vooral met een klein verschil tussen de ingangs- en uitgangsspanning.
Aantal wikkelingen	Minimaal 2 of meer afhankelijk van het aantal fasen	1 of meer, gelijk aan het aantal fasen
Galvanische isolatie	Er is	Nee
Risico op elektrische schokken bij het voeden van elektrische huishoudelijke apparaten	Met een uitgangsspanning van minder dan 36 Volt - klein	Hoog
Veiligheid voor elektrische apparaten	Hoog	Laag, als er een breuk in de spoel op de windingen is na het tikken op de belasting, zal de volledige voedingsspanning erop vallen
Prijs	Hoog, verbruik van koper en staal voor kernen is groot, vooral voor driefasige transformatoren	Laag, doordat er per fase maar 1 wikkeling is, is het verbruik van koper en staal kleiner

Toepassingsgebied

Transformatoren worden overal gebruikt - van energiecentrales en onderstations die zijn ontworpen voor tien- en honderdduizenden volt tot het aandrijven van kleine huishoudelijke apparaten. Hoewel recentelijk voedingen worden gebruikt, zijn deze ook gebaseerd op een generator en een transformator op een ferrietkern.

Autotransformatoren worden gebruikt in huishoudelijke netspanningsstabilisatoren. LATR's worden vaak gebruikt in laboratoria voor het testen of repareren van elektronische apparaten. Desalniettemin vinden ze hun toepassing in hoogspanningsnetwerken, evenals voor de elektrificatie van spoorwegen.

Op het spoor worden dergelijke producten bijvoorbeeld gebruikt in 2x25-netwerken (twee van 25 kilovolt). Zoals in het bovenstaande diagram wordt in dunbevolkte gebieden een lijn van 50 kV gelegd en wordt 25 kV aan de elektrische trein geleverd via een bovenleiding van een step-down autotransformator. Dit vermindert het aantal tractieonderstations en lijnverliezen.

Nu weet je wat het fundamentele verschil is tussen een transformator en een autotransformator. Om het materiaal te consolideren, raden we aan een nuttige video over het onderwerp te bekijken:

Je weet waarschijnlijk niet:

• Wat is het verschil tussen een elektromechanische aardlekschakelaar en een elektronische?
• Verschillen tussen een overspanningsbeveiliging en een verlengsnoer
• Verschil tussen contactor en starter