변압기가 왜 그렇게 많은 회전을 사용합니까?

변압기는 2 차 권선과 1 차 권선 모두에서 수백 회 회전하므로 결과적으로 매우 얇은 구리선을 사용하십시오. 그러나 왜 각 권선에서 적은 턴을 사용하지 않고 동일한 전압 비율을 얻습니까?

더 중요한 것은, VA 증가를 위해 더 두꺼운 와이어의 적은 턴을 사용하는 이유는 무엇입니까? (22 awg 와이어의 1000 : 100 회전 대신, VA가 증가 할 경우 16 awg 와이어의 100 : 10 회전)

전력 변압기의 1 차측 권선에 전압을 적용하면 2 차측이 개방 회로 인 경우에도 일부 전류가 흐릅니다. 이 전류의 양은 1 차 코일의 인덕턴스에 의해 결정됩니다. 기본은 전류를 합리적으로 유지하기에 충분한 인덕턴스를 가져야합니다. 50 또는 60Hz 전력 변압기의 경우이 인덕턴스는 상당히 높으며 일반적으로 권선에서 적은 회전 수로 도달 할 수 없습니다.

철심을 하나만 켜면 인덕턴스가 1uH가 될 수 있습니다. 두 번의 턴 인덕턴스를 적용해도 두 배가되지는 않습니다. 두 턴은 4uH를 의미합니다. "그래서?" 당신은 말할 수 있습니다!

주어진 AC ​​전압에 대해, 2 턴 권선에 의해 취해진 전류는 단일 턴 권선에 대한 전류의 1/4입니다. 이것이 핵심 채도를 이해하는 데 필수적이므로주의하십시오.

핵심 채도 (주로 피해야 할 것)의 원인은 무엇입니까? 답은 현재와 회전 횟수입니다. 이것을 자기 운동력이라고하며 암페어 회전의 크기를가집니다.

따라서 전류가 2 회전 1 분의 1 인 경우 암페어 회전 (마그네토 동력)은 단일 회전 와인딩의 절반입니다. 따라서 두 턴이 코어를 포화의 "가장자리"로 가져간 경우 단일 턴 코일이 상당히 포화되어 큰 문제가 될 수 있습니다.

이것이 변압기가 많은 1 차 회전을 사용하는 근본적인 이유입니다. 특정 변압기에 800 회전이 있고 포화 지점에 있으면 회전을 크게 줄이면 코어가 포화됩니다.

코어가 포화 될 때 어떤 일이 생길 수 있습니까? 인덕턴스가 떨어지기 시작하고 더 많은 전류가 흐르고 이것이 코어를 포화 상태로 만듭니다.

이 답변은 1 차 권선 이외의 다른 것을 고려하지 않았습니다. 사실상 우리는 1 차 자화 인덕턴스에 대해서만 이야기하고 있습니다. 코어를 포화시킬 수있는 것은 이것뿐입니다. 2 차 부하 전류는 코어 포화에서 재생할 부분이 없습니다.

또한 고속 스위칭 전원 공급 장치에 사용되는 변압기는 상대적으로 적은 회전 수를 갖습니다. 50Hz에서 10 Henry는 3142ohms의 임피던스를 가지며 500kHz에서 1mH는 정확히 동일한 임피던스를 갖습니다. 1 턴 동안 자연스럽게 10uH를 생산하는 코어의 경우, 1mH를 감는 데 10 턴이 필요합니다 (인덕턴스 공식에서 제곱 된 것을 기억하십시오). 50Hz에서 동일한 코어의 경우 (물론 비현실적 임) 10 Henry는 1000 회전이 필요합니다.

변압기 용 철심이있는 경우 그 사양 중 하나는 "주파수가 주어 졌을 때 1 볼트 당 하나의 권선에 몇 턴이 있어야하는지"입니다. 이 결과를 우회 할 수 없으며 다음과 같은 결과를 얻지 않고 더 적은 회전 수를 갖습니다

• 효율 감소
• 손실을 유발하지만 전압 변환 프로세스에 유용한 것은없는 원치 않는 횡단 전류

1 차측 권선의 인덕턴스를 증가시켜 횡단 전류를 낮출 수 있습니다.

권선 / 볼트 사양은 코일 인덕턴스를 더 작게 만드는 경향이있는 다음 사실 목록의 결과입니다.

• 철 재료는 투자율이 제한되어 있습니다.
• 철심은 완전한 철로 만들 수 없습니다. 와전류를 코어에서 충분히 작게 유지하기 위해 얇은 절연 층으로 나뉩니다. 단열재는 공간을 차지하고 다리미에서 분리됩니다.
• 하나의 권선의 자속은 철과 다른 권선을 부분적으로 우회합니다.
• 횡단 전류가 너무 많으면 철에 자기 포화가 발생합니다. 포화는 근본적으로 투자율을 감소시킵니다

더 많은 턴을 추가하여 어떻게 이것들과 싸울 수 있습니까? 턴 횟수의 제곱으로 인덕턴스가 커지기 때문입니다. 논쟁의 여지가 있습니다 : 그러나 자화 (= x 전류를 돌림)도 커집니다! 사실이지만 선형으로 만 커지므로 충분한 회전 수, 결국 인덕턴스가 단점을 극복하기에 충분히 높습니다.

정확히는 모든 단점이 아닙니다. 공간이 제한되어 있습니다. 따라서 더 많은 회전은 와이어가 더 얇아 야 함을 의미합니다. 이것은 저항 및 저항 손실 (= 가열)을 증가시킨다.

변압기는 한쪽에서 다른쪽으로 자속을 통해 에너지를 전달하여 작동합니다.

양쪽은 인덕터로 구성되며, 1 차 인덕터는 2 차 인덕터로 유도되는 자기장을 생성합니다.

$\Phi$

인덕터의 인덕턴스는 회전 수 (면적 또는 크기 옆)에 의해 결정됩니다.

인덕턴스 에 관한 Wikipedia 참조

작은 변압기가 일반적으로 바람직하므로 더 큰 크기보다 더 많은 회전이 좋습니다 (간단히 넣기).

인덕턴스는 전원 주파수와 일치해야합니다. 그렇지 않으면 1 차 권선은 이제 충분한 전기 및 자기 전류가 흐르도록 허용하거나 (더 높은 주파수의 경우) 단락 (더 낮은 주파수의 경우)과 비슷합니다. 둘 다 바람직하지 않습니다.

더 낮은 주파수는 더 높은 인덕턴스를 요구합니다 (= 더 많은 턴 또는 더 큰 코어). 이것이 kHz-MHz 범위의 장애물에서 더 높은 주파수를 사용하는 스위칭 전원 공급 장치가 작은 변압기를 사용하는 동시에 기존 변압기에 비해 훨씬 더 많은 전력을 전송할 수있는 이유입니다.

변압기에 관한 Wikipedia 기사 의 인용문 :

주어진 자속 밀도에서 변압기의 EMF는 주파수에 따라 증가합니다. ^[16] 소정의 코어가 포화에 도달하지 않고 더 많은 전력을 전송할 수 있기 때문에 높은 주파수에서 동작함으로써, 트랜스 물리적 소형화 될 수 적은 회전 동일한 임피던스를 달성하기 위해 필요하다 .

(엠파 시스 광산)

변압기 에서 주파수의 영향에 대한 Wikipedia를 참조하십시오.

그래서,

• 변압기가 전달해야하는 전력은 코일을 통해 흐르는 전류에 의해 결정됩니다.
• 와이어가 전도 해야하는 전류는 와이어 두께를 결정합니다 (크기에 영향을 미침)
• 코일의 크기와 회전 수는 인덕턴스를 결정합니다.
• 특정 주파수에서의 인덕턴스는 에너지 전달 능력을 결정합니다.

결론 : 권선 수를 줄이려면 변압기를 물리적으로 더 크게 만들어야합니다. 권선 수를 줄이면 효율이 떨어지고 손실이 증가합니다. 그리고 이것은 일반적으로 바람직하지 않습니다.

코어의 피크 자기장은 턴당 피크인가 전압과 관련이 있습니다. 코어 면적이 클수록 턴당 더 많은 볼트가 생성 될 수 있습니다.

철분의 투과성이 떨어지면 코어의 자기장은 특정 포화 값을 초과 할 수 없으며 변압기는 자화를 유지하기 위해 더 많은 전류를 끌어 야합니다. 따라서 이것은 회 전당 몇 볼트를 지원할 수 있는지를 엄격하게 제한하므로 모든 권선에 대해 최소 회전 수를 제공합니다.

일반적인 소형 (50VA, ish?) 토 로이드 형 코어의 경우 코어 단면적은 25mm x 13mm입니다. 50Hz에서 ± 1.8T의 플럭스 피크로 코어를 실행하면 턴당 약 170mV 피크가 생성됩니다. 따라서 12 Vrms 권선에는 100 턴이 필요하고 240 V 주 권선에는 2000이 필요합니다. 이보다 더 많은 턴을 사용할 수 있지만 턴이 적을수록 코어가 포화 상태가됩니다.

130mm x 250mm의 철도 침목의 단면적으로 코어를 사용하면 한 번에 12Vrms를 얻을 수 있지만 다루기 힘든 변압기가 될 수 있습니다.

기본 전제는 거짓이므로 질문에 실제로 대답 할 수 없습니다.

트랜스포머는 입력 및 출력을 위해 다양한 종류의 전압 및 전류로 제공됩니다. 일부는 얇은 선을 여러 번 사용합니다 (고전압, 저 전류). 일부는 두꺼운 선 (낮은 전압, 높은 전류)을 거의 사용하지 않습니다.

따라서 "왜하지 않습니까?"에 대한 대답 은 "그들이하는 것"입니다 (적절한 경우).

이 답변을 좋아하지 않는 사람들에게

이 답변에 여러 다운 보트와 거의 동일한 업 보트가 표시됩니다. 분명히 논쟁의 여지가 있습니다. 일부는 특히 다른 의견이 OP의 진정한 의미에 대해 추측 한 후에 품질이 낮은 것으로 간주합니다.

다른 사람이 어떤에도 불구하고 생각 영업 의미, 그는 변압기는 모두 자신의 예비 선거 및 세컨더리에 회전의 100 단위를 가지고 있음을 "씬"동선이 항상 사용되는있는 blantantly 잘못된 전제로 시작했다. "왜 모든 사람이 다른 명백한 방법으로하지 않는가" 수사 학적 질문 중 하나 인 것 같습니다 .

이것이 내가 대답 한 것입니다. 위에서 해석 한 질문에 대한 정답입니다. 아마도 그것은 OP 가 요구 한 것이 아닐 수도 있습니다. 아마도 그렇습니다. OP는 설명을 제공하거나 질문을 전혀 편집하지 않았습니다.

더 좋은 질문은 더 얇은 와이어의 더 많은 턴에 비해 두꺼운 와이어의 더 적은 턴의 트레이드 오프에 관한 것이었다. 먼저 판단을 통과하거나 거짓 전제를 전제로하지 않고 정중하게 요청한 것은 매우 다른 대답을 얻었을 것입니다. 그러나 다시 한 번 말하지만 실제로는 실제로 무엇을 요구 받았으며 OP가 의미하는 것조차 아닙니다.

OP가 다시 와서 질문을 변경하더라도, 나는이 답변이 적절하고 분명하게 질문을하고, 잘못된 가정을 사실로 진술하는 것으로 시작하지 않도록 상기시켜줍니다.