Konstrukce typického transformátoru je jednoduchá. Skládá se z ocelového jádra, dvou cívek s drátěným vinutím. Jedno vinutí se nazývá primární, druhé - sekundární. Vzhled střídavého napětí (U1) a proudu (I1) v první cívce tvoří magnetický tok v jejím jádru. Vytváří EMF přímo v sekundárním vinutí, které není připojeno k obvodu a má energetickou sílu rovnou nule.
Pokud je obvod připojen a dojde ke spotřebě, vede to k proporcionálnímu zvýšení intenzity proudu v první cívce. Takový model komunikace mezi vinutími vysvětluje proces transformace a redistribuce elektrické energie, který je zahrnut ve výpočtu transformátorů. Protože jsou všechny závity druhé cívky zapojeny do série, získá se celkový účinek všech EMF, které se objeví na koncích zařízení.
Transformátory jsou sestaveny tak, že úbytek napětí ve druhém vinutí je malý zlomek (do 2 - 5%), což nám umožňuje předpokládat, že U2 a EMF jsou na jeho koncích stejné. Číslo U2 bude více/méně stejné jako rozdíl mezi počtem závitů obou cívek - n2 a n1.
Závislostmezi počtem vrstev drátu se nazývá transformační poměr. Je určena vzorcem (a označuje se písmenem K), a to: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Tento indikátor často vypadá jako poměr dvou čísel, například 1:45, což ukazuje, že počet závitů jedné z cívek je 45krát menší než počet závitů druhé. Tento podíl pomáhá při výpočtu proudového transformátoru.
Elektrotechnická jádra se vyrábí ve dvou typech: tvaru W, pancéřová, s rozvětvením magnetického toku na dvě části, a tvaru U - bez dělení. Aby se snížily pravděpodobné ztráty, tyč není vyrobena jako pevná, ale je vyrobena ze samostatných tenkých vrstev oceli, které jsou od sebe izolované papírem. Nejběžnější je válcový typ: primární vinutí je aplikováno na rám, poté jsou namontovány kuličky papíru a na to je navinuta sekundární vrstva drátu.
Výpočet transformátoru může způsobit určité potíže, ale níže uvedené zjednodušené vzorce pomohou amatérskému konstruktérovi. Nejprve je nutné určit úrovně napětí a proudů individuálně pro každou cívku. Výkon každého z nich se vypočítá: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, kde P2, P3, P4 jsou výkony (W) zvýšené o vinutí; I2, I3, I4 - proudové síly (A); U2, U3, U4 – napětí (V).
Pro stanovení celkového výkonu (P) ve výpočtu transformátoru je třeba zadat součet indikátorů jednotlivých vinutí a poté vynásobit faktorem 1,25, který zohledňuje ztráty: P=1,25 (P2+P3+P4+…). Mimochodem,hodnota P pomůže vypočítat průřez jádra (v cm2): Q \u003d 1,2krátký čtverec P
Poté následuje postup pro určení počtu závitů n0 na 1 volt podle vzorce: n0=50/Q. Výsledkem je zjištění počtu závitů cívek. Pro první, s přihlédnutím k napěťové ztrátě v transformátoru, bude rovna: N1=0,97n0U1Pro zbytek: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… Průměr vodiče libovolného vinutí lze vypočítat podle vzorce: d=0,7krátký čtverec 1 kde I je síla proudu (A), d je průměr (mm).
Výpočet transformátoru umožňuje zjistit aktuální sílu z celkového výkonu: I1=P/U1. Velikost desek v jádře zůstává neznámá. Pro jeho nalezení je nutné vypočítat plochu vinutí v okně jádra: Sm=4(d1(čtverec)n1+d2(čtverec)n2+d3(čtverec)n3+…), kde Sm je plocha (v mm2), všechna vinutí v okně; d1, d2, d3 a d4 - průměry drátu (mm); n1, n2, n3 a n4 jsou počty závitů. Pomocí tohoto vzorce jsou popsány nerovnosti vinutí, tloušťka izolace drátu, plocha, kterou zabírá rám v mezeře okna jádra. Podle získané plochy je vybrána speciální velikost desky pro volné umístění cívky v jejím okně. A poslední věc, kterou potřebujete vědět, je tloušťka sady jader (b), která se získá podle vzorce: b \u003d (100Q) / a, kde a je šířka střední desky (v mm); Q - na náměstí viz Nejobtížnější v této metodě je vypočítat transformátor (toto je hledání tyčového prvku s vhodnou velikostí).
