Seminarski rad
Predmet: Praktikum iz elemenata EES
Tema: Transformatori
Profesor: Student:
dr Dojčilo Sretenović Ilija Mirosavić
Čačak, 2017
1
Sadržaj:
1. Uvod
3
2. Osnovni principi
4
2.1.
Sprega preko međusobne indukcije
4
2.2.
Univerzalna jednačina EMS
6
2.3.
Struja magnećenja i Fluks
6
3. Praktična razmatranja
7
3.1.
Klasifikacije
7
3.2.
Gubici
7
4. Rad na visokim učestanostima
8
5. Konstrukcija
9
5.1.
Jezgro
9
5.1.1. Čelično jezgro
9
5.1.2. Masivno jezgro
10
5.1.3. Vazdušna jezgra
11
5.1.4. Torusna jezgra
11
5.2.
Namotaji
12
6. Dizajni transformatori
13
6.1.
Autotransformatori
13
6.2.
Višefazni tranformatori
13
6.3.
Rezonantni transformatori
14
6.4.
Transformatori za merenja
14
6.4.1. Strujni merni transformatori
14
6.4.2. Naponski transformatori
14
6.5.
Impulsni transformatori
15
6.6.
RF transformatori
16
7. Audio transformatori
16
8. Upotreba transformatora
17
9. Paralelni rad transformatora
17
10. Zaključak
18
11. Literatura
19
2
2. Osnovni principi
2.1 Sprega preko medjusobne indukcije
Najprostiji transformator se sastoji iz dva namotaja - primara i sekundara. Ako se
vremenski promenljiv napon up priključi na primar od Np navojaka,struja koja tada teče
kroz njega indukuje magnetomotornu silu (MMS). Kao što elektromotorna sila (EMS)
tera struju kroz električno kolo, tako i MMS tera magnetni fluks oko magnetnog kola.
MMS na primaru izaziva promenljiv magnetni fluks Φ
p
u jezgru (siva boja) i indukuje
EMS koja je suprotnog smera u odnosu na
u
p
. Prema Faradejevom zakonu
elektromagnetne indukcije indukovan napon kroz primar je direktno proporcionalan
brzini promene fluksa:
Napon koji je indukovao međusobni fluks kroz sekundar je:
(2.1)
(2.2)
U idealnom slučaju, fluks na sekundaru je jednak onome u primaru i zato se mogu
izjednačiti Φ
p
i Φ
s
. Iz ovog sledi:
(2.3)
U idealnom transformatoru, odnos primarnog i sekundarnog napona je jednak
odnosu broja navojaka u namotajima, tj. napon po jednom navojku je isti u oba namotaja.
Odnos struja u primaru i sekundaru je obrnuto proporcionalan odnosu broja navojaka.
Ovo vodi najčešćoj upotrebi transformatora: preobražavanju električne energije jednog
4
napona u električnu energiju drugog napona upotrebom namotaja sa različitim brojem
navojaka.
EMS u sekundaru, u slučaju da je priključen na neko električno kolo, izaziva tok
struje u njemu. MMS koju proizvodi struja u sekundaru je u opoziciji MMS primara i teži
da poništi fluks u jezgru. Pošto smanjeni fluks smanjuje EMS indukovanu u primaru, u
njemu teče povećana struja. Rezultat povećanja MMS zbog struje u primaru će izjednačiti
efekat suprotne sekundarne MMS. Na ovaj način, električna energija dovedena na primar
prenosi energiju na sekundar.
Na primer, ako je snaga od 50 vata dovedena na transformator čiji je odnos broja
navojaka 25:2.
P = E·I (snaga = EMS · jačina struje)
50 W = 2 V · 25 A u primaru
Kada transformator promeni:
50 W = 25 V · 2 A u sekundaru
U praksi, visokonaponski namotaj ima više navojaka tanke žice, a niskonaponski
malo navojaka debele žice. Pošto jednosmerni napon neće dati promenljivi fluks u jezgru,
ni EMS neće biti stvorena i struja koja teče kroz transformator će biti beskonačno velika.
U praksi, redna veza otpornosti navojaka će ograničiti jačinu struje koja može teći, sve
dok transformator ne dostigne termalnu ravnotežu ili bude uništen
.
Slika 2.1. Princip rada idealnog transformatora
5
