Za pretvorbo napetosti v elektrotehniki se uporabljajo transformatorji ali avtotransformatorji. Zaradi podobnosti imen teh dveh naprav jih pogosto zamenjujejo ali enačijo z istimi. Vendar to ni tako, čeprav je načelo delovanja podobno, vendar sta zasnova in njihov obseg uporabe bistveno drugačna. Zato si oglejmo razlike med transformatorjem in avtotransformatorjem, da bi razumeli, kakšna je razlika.

Definicije

Transformator je elektromagnetna naprava, ki prenaša energijo skozi magnetno polje. Sestavljen je iz dveh ali več navitij (včasih imenovanih tuljave) na jeklenem, železnem ali feritnem jedru, odvisno od števila faz, vhodne in izhodne napetosti. Njegova glavna značilnost je, da primarni in sekundarni tokokrog nista električno povezana drug z drugim, to pomeni, da navitja nimajo električnih kontaktov. To se imenuje galvanska izolacija. In ta povezava tuljav se imenuje induktivna.

Spodaj vidite običajno grafično oznako transformatorja z dvema in tremi navitjami na električnem shematskem diagramu:

So stopnjevanje, znižanje in izolacija (vhodna napetost je enaka izhodni napetosti). Poleg tega, če napajate sekundarno navitje nižjega transformatorja, boste dobili povečano napetost na primarnih navitjih, enako pravilo velja za povišano.

Avtotransformator je ena od različic transformatorja z enim navitjem, navitim na jedro, načeloma podobna prejšnjemu primeru. V njem sta za razliko od običajnega transa primarno in sekundarno vezje med seboj električno povezana. To pomeni, da ne zagotavlja galvanske izolacije. Običajno grafično oznako avtotransformatorja si lahko ogledate spodaj:

Avtotransformatorji so na voljo s fiksno izhodno napetostjo in nastavljivo. Slednji so mnogim poznani pod imenom LATR (laboratorijski avtotransformator). Lahko so tudi navzdol in navzgor. V nastavljivem LATR je sekundarni tokokrog povezan s kontaktom, ki drsi vzdolž tuljave.

Pomembno! Zaradi pomanjkanja galvanske izolacije avtotransformatorji po definiciji ne morejo biti izolacijski, za razliko od običajnih!

Druga razlika je število navitij avtotransformatorja - običajno je enako številu faz. V skladu s tem se za napajanje enofaznih naprav uporabljajo izdelki z enim navitjem, za trifazne naprave pa izdelki s tremi navitji.

Načelo delovanja

Na kratko in preprosto bomo razmislili, kako deluje vsaka različica.

Transformator ima vsaj dve navitji - primarno in sekundarno (ali več njih). Če je primarni priključen na omrežje (ali drug vir izmeničnega toka), potem tok v primarnem navitje ustvarja magnetni tok skozi jedro, ki, prodira v sekundarne zavoje, inducira vanje EMF. Načelo delovanja temelji predvsem na pojavih elektromagnetne indukcije Faradayev zakon. Ko tok teče v sekundarnem navitju (v obremenitev), se zaradi medsebojne indukcije spremeni tudi tok v primarnem navitju. Razlika napetosti med primarnim in sekundarnim navitjem je določena z razmerjem njihovih zavojev (transformacijsko razmerje).

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - število zavojev na primarnem in sekundarnem.

Ko že govorimo o avtotransformatorju, ima eno navitje, če je več faz, enako število navitij. Ko skozi njo teče izmenični tok, magnetni tok, ki se pojavi v njem, inducira EMF v istem navitju. Njegova vrednost je neposredno sorazmerna s številom zavojev. Obremenitev (sekundarni krog) je priključena na pipo iz zavojev. Na povišanem avtotransformatorju se napajanje ne dovaja na konce navitja, temveč na enega od koncev in pipo iz zavojev, v nasprotju s transformatorjem. Kaj je bilo prikazano na zgornjem diagramu.

Glavne razlike

Da bi vam olajšali razumevanje, kakšna je razlika med običajnim transformatorjem in avtotransformatorjem, smo zbrali njihove glavne razlike v tabeli:

transformator	Avtotransformator
Učinkovitost	Učinkovitost avtotransformatorja je višja kot pri običajnem, zlasti z majhno razliko med vhodno in izhodno napetostjo.
Število navitij	Najmanj 2 ali več, odvisno od števila faz	1 ali več, enako številu faz
Galvanska izolacija	Tukaj je	št
Nevarnost električnega udara pri oskrbi z električnimi gospodinjskimi aparati	Z izhodno napetostjo manj kot 36 voltov - ni visoka	Visoko
Varnost za električne naprave	Visoko	Nizko, če pride do preloma tuljave na zavojih po dotikanju obremenitve, bo nanjo padla celotna napajalna napetost
Cena	Visoka, poraba bakra in jekla za jedra je velika, zlasti pri trifaznih transformatorjih	Nizka, zaradi dejstva, da je za vsako fazo samo 1 navitje, je poraba bakra in jekla manjša

Obseg uporabe

Transformatorji se uporabljajo povsod - od elektrarn in postaj, zasnovanih za desetine in sto tisoče voltov, do napajanja majhnih gospodinjskih aparatov. Čeprav se napajalniki uporabljajo v zadnjem času, temeljijo tudi na generatorju in transformatorju na feritnem jedru.

Avtotransformatorji se uporabljajo v gospodinjskih omrežnih napetostnih stabilizatorjih. LATR se pogosto uporabljajo v laboratorijih za testiranje ali popravilo elektronskih naprav. Kljub temu so našli svojo uporabo v visokonapetostnih omrežjih, pa tudi pri elektrifikaciji železnic.

Na primer, na železnici se takšni izdelki uporabljajo v omrežjih 2x25 (dva od 25 kilovoltov). Kot je prikazano na zgornjem diagramu, je v redko poseljenih območjih položen vod 50 kV, 25 kV pa se napaja na električni vlak preko nadzemne žice iz padajočega avtotransformatorja. S tem se zmanjša število vlečnih postaj in izgube linij.

Zdaj veste, kakšna je temeljna razlika med transformatorjem in avtotransformatorjem. Za utrjevanje gradiva priporočamo ogled uporabnega videoposnetka na to temo:

Verjetno ne veste:

• Kakšna je razlika med elektromehanskim RCD in elektronskim
• Razlika med prenapetostno zaščito in podaljškom
• Razlika med kontaktorjem in zaganjalnikom