Na premenu napätia v elektrotechnike sa používajú transformátory alebo autotransformátory. Kvôli podobnosti názvov týchto dvoch zariadení sú často zamieňané alebo prirovnávané k rovnakému. Nie je to však tak, hoci princíp fungovania je podobný, ale dizajn a rozsah ich použitia sú zásadne odlišné. Preto sa pozrime na rozdiely medzi transformátorom a autotransformátorom, aby sme pochopili, aký je rozdiel.

Definície

Transformátor je elektromagnetické zariadenie, ktoré prenáša energiu cez magnetické pole. Skladá sa z dvoch alebo viacerých vinutí (niekedy nazývaných cievky) na oceľovom, železnom alebo feritovom jadre, v závislosti od počtu fáz, vstupného a výstupného napätia. Jeho hlavnou črtou je, že primárny okruh a sekundárny okruh nie sú navzájom elektricky spojené, to znamená, že vinutia nemajú elektrické kontakty. Toto sa nazýva galvanická izolácia. A toto spojenie cievok sa nazýva indukčné.

Nižšie vidíte konvenčné grafické označenie transformátora s dvomi a tromi vinutiami na schéme elektrického zapojenia:

Sú to zvyšovanie, znižovanie a izolácia (vstupné napätie sa rovná výstupnému napätiu). Navyše, ak pripojíte napájanie na sekundárne vinutie znižovacieho transformátora, získate zvýšené napätie na primárnom vinutí, rovnaké pravidlo platí pre zosilňovacie.

Autotransformátor je jedným z variantov transformátora s jedným vinutím navinutým na jadre, v princípe podobne ako v predchádzajúcom prípade. V ňom, na rozdiel od normálneho tranzu, sú primárny a sekundárny okruh navzájom elektricky prepojené. To znamená, že neposkytuje galvanickú izoláciu. Nižšie môžete vidieť konvenčné grafické označenie autotransformátora:

Autotransformátory sú k dispozícii s pevným výstupným napätím a nastaviteľným. Tie posledné mnohí poznajú pod názvom LATR (laboratórny autotransformátor). Môžu tiež smerovať nadol aj nahor. V nastaviteľnom LATR je sekundárny okruh spojený s kontaktom posúvajúcim sa po cievke.

Dôležité! Vzhľadom na chýbajúcu galvanickú izoláciu, autotransformátory podľa definície nemôžu byť izolované, na rozdiel od konvenčných!

Ďalším rozdielom je počet vinutí autotransformátora - zvyčajne sa rovná počtu fáz. V súlade s tým sa produkty s jedným vinutím používajú na napájanie jednofázových zariadení a produkty s tromi vinutiami sa používajú pre trojfázové zariadenia.

Princíp fungovania

Stručne a jednoducho zvážime, ako jednotlivé verzie fungujú.

Transformátor má najmenej dve vinutia - primárne a sekundárne (alebo niekoľko z nich). Ak je primár pripojený k sieti (alebo inému zdroju striedavého prúdu), tak prúd v primárnej časti vinutie vytvára magnetický tok cez jadro, ktorý prenikajúc do sekundárnych závitov sa do nich indukuje EMF. Princíp činnosti je založený najmä na javoch elektromagnetickej indukcie Faradayov zákon. Pri pretekaní prúdu v sekundárnom vinutí (do záťaže) sa vplyvom vzájomnej indukcie mení aj prúd v primárnom vinutí. Rozdiel napätia medzi primárnym a sekundárnym vinutím je určený pomerom ich závitov (transformačný pomer).

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - počet závitov na primárnej a sekundárnej strane.

Keď už hovoríme o autotransformátore, má jedno vinutie, ak je niekoľko fáz, rovnaký počet vinutí. Keď ním preteká striedavý prúd, magnetický tok, ktorý sa v ňom vyskytuje, indukuje EMF v rovnakom vinutí. Jeho hodnota je priamo úmerná počtu závitov. Záťaž (sekundárny okruh) je pripojená k kohútiku zo závitov. Na zvýšenom autotransformátore nie je napájanie dodávané na konce vinutia, ale na jeden z koncov a kohútik zo závitov, na rozdiel od transformátora. Čo je znázornené na obrázku vyššie.

Hlavné rozdiely

Aby sme vám uľahčili pochopenie, aký je rozdiel medzi konvenčným transformátorom a autotransformátorom, zhromaždili sme ich hlavné rozdiely v tabuľke:

Transformátor	Autotransformátor
Efektívnosť	Účinnosť autotransformátora je vyššia ako u bežného, ​​najmä pri malom rozdiele medzi vstupným a výstupným napätím.
Počet vinutí	Minimálne 2 alebo viac v závislosti od počtu fáz	1 alebo viac, čo sa rovná počtu fáz
Galvanická izolácia	Existuje	Nie
Nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom pri napájaní elektrických domácich spotrebičov	S výstupným napätím menším ako 36 voltov - nie je vysoké	Vysoká
Bezpečnosť pre elektrické spotrebiče	Vysoká	Nízka, ak dôjde k prerušeniu cievky na závitoch po pripojení k záťaži, spadne na ňu celé napájacie napätie
cena	Vysoká, spotreba medi a ocele na jadrá je veľká, najmä pri trojfázových transformátoroch	Nízka, vďaka tomu, že na každú fázu je len 1 vinutie, je spotreba medi a ocele nižšia

Pôsobnosť

Transformátory sa používajú všade - od elektrární a rozvodní určených pre desiatky a stovky tisíc voltov až po napájanie malých domácich spotrebičov. Aj keď sa v poslednej dobe používajú napájacie zdroje, sú tiež založené na generátore a transformátore na feritovom jadre.

Autotransformátory sa používajú v stabilizátoroch sieťového napätia pre domácnosť. LATR sa často používajú v laboratóriách na testovanie alebo opravu elektronických zariadení. Napriek tomu našli svoje uplatnenie vo vysokonapäťových sieťach, ako aj pre elektrifikáciu železníc.

Napríklad na železnici sa takéto výrobky používajú v sieťach 2x25 (dva z 25 kilovoltov). Rovnako ako na obrázku vyššie, v riedko osídlených oblastiach je položená 50 kV linka a 25 kV sa dodáva do elektrického vlaku cez vrchný vodič z autotransformátora so zníženým výkonom. Tým sa znižuje počet trakčných napájacích staníc a straty na tratiach.

Teraz viete, aký je zásadný rozdiel medzi transformátorom a autotransformátorom. Na konsolidáciu materiálu odporúčame pozrieť si užitočné video na túto tému:

Asi nevieš:

• Aký je rozdiel medzi elektromechanickým RCD a elektronickým
• Rozdiely medzi prepäťovou ochranou a predlžovacou šnúrou
• Rozdiel medzi stýkačom a štartérom