Як дізнатися потужність і струм трансформатора по його зовнішньому вигляду

Якщо на трансформаторі є маркування, то питання визначення його параметрів вичерпується сам собою, достатньо лише вбити ці дані в пошуковик і миттєво отримати посилання на документацію для нашого трансформатора. Однак, маркування може і не бути, тоді нам буде потрібно самостійно ці параметри обчислити.

Для визначення номінальних струму і потужності невідомого трансформатора по його зовнішньому вигляду, необхідно в першу чергу розуміти, які фізичні параметри пристрою є в даному контексті визначальними. А такими параметрами насамперед виступають: ефективна площа перерізу магнітопроводу (сердечника) і площа перетину проводів первинної та вторинної обмоток.

Мова будемо вести про однофазних трансформаторах, магнітопроводи яких виготовлені з трансформаторної сталі, і спроектовані спеціально для роботи від мережі 220 вольт 50 Гц. Отже, припустимо що з матеріалом сердечника трансформатора нам все ясно. Рухаємося далі.

Сердечники бувають трьох основних форм: броньовий, стрижневий, тороидальний. У броньового сердечника ефективної площею перерізу магнітопроводу є площа перетину центрального керна. У стрижневого – площа перерізу стержня, адже саме на ньому і розташовані обмотки. У тороїдального – площа перетину тіла тороида (саме його обвиває кожен з витків).

Для визначення ефективної площі перетину, виміряйте розміри a і b в сантиметрах, потім перемножте їх – так ви отримаєте значення площі Sс в квадратних сантиметрах.

Суть в тому, що від ефективної площі перетину сердечника залежить величина амплітуди магнітного потоку, створюваного обмотками. Магнітний потік Ф включає в себе одним із співмножників магнітну індукцію В, а ось магнітна індукція якраз і пов’язана з ЕРС в витках. Саме тому площа робочого перерізу сердечника так важлива для знаходження потужності.

Далі необхідно знайти площу вікна сердечника – того місця, де розташовуються дроти обмоток. Залежно від площі вікна, від того наскільки щільно воно заповнене провідниками обмоток, від щільності струму в обмотках – також буде залежати потужність трансформатора.

Якби, наприклад, вікно було повністю заповнене тільки проводами обмоток (це неймовірний гіпотетичний приклад), то прийнявши довільній середню щільність струму, помноживши її потім на площу вікна, ми отримали б загальний струм у вікні муздрамтеатру, і якби потім розділили його на 2, а після – помножили на напругу первинної обмотки – можна було б сказати, що це і є потужність трансформатора. Але такий приклад неймовірний, тому нам необхідно оперувати реальними значеннями.

Отже, давайте знайдемо площу перерізу вікна.

Найбільш простий спосіб визначити тепер приблизну потужність трансформатора по магнітопровода – перемножити площа ефективного перетину сердечника і площа його вікна (всі в кв.см), а потім підставити їх в наведену вище формулу, після чого висловити габаритну потужність Pтр.

У цій формулі: j – щільність струму в А / кв.мм, f – частота струму в обмотках, n – ККД, Вm – амплітуда магнітної індукції в осерді, Кс – коефіцієнт заповнення сердечника сталлю, Км – коефіцієнт заповнення вікна магнітопровода міддю.

Але ми зробимо простіше: приймемо відразу частоту рівної 50 Гц, щільність струму j = 3А / кв.мм, ККД = 0,90, максимальну індукцію в осерді – ні багато ні мало 1,2 Тл, Км = 0,95, Кс = 0,35. Тоді формула значно спроститься і прийме наступний вигляд:

Якщо ж є потреба дізнатися оптимальний струм обмоток трансформатора, то задавшись щільністю струму j, скажімо тими ж 3 А на кв.мм, можна помножити площу перерізу проводу обмотки в квадратних міліметрах на цю щільність струму. Так ви отримаєте оптимальний струм. Або через діаметр проводу d обмотки:

Дізнавшись по перетину провідників обмоток оптимальний струм кожної з обмоток, розділіть отриману за габаритами потужність трансформатора на кожен з цих струмів – так ви дізнаєтеся відповідні знайденим параметрам напруги обмоток.

Одне з цих напруг виявиться близьким до 220 вольтів – це з високим ступенем ймовірності і буде первинна обмотка. Далі вольтметр вам на допомогу. Трансформатор може бути підвищує або знижує, тому будьте гранично уважні і обережні якщо вирішите включити його в мережу.

Крім того, перед вами може виявитися вихідний трансформатор від акустичного підсилювача. Дані трансформатори розраховуються трохи інакше ніж мережеві, але це вже зовсім інша і більш глибока історія.

Дивіться також по цій темі: Як визначити параметри невідомого трансформатора

Андрій повну

Ссылка на основную публикацию