เครื่องใช้ไฟฟ้าพื้นฐาน - หม้อแปลงไฟฟ้า
ตามหลักการของ Electromagnetic Inductionเราได้เรียนรู้แล้วว่าฟลักซ์ที่แตกต่างกันสามารถทำให้เกิด EMF ในขดลวดได้ โดยหลักการของMutual inductionเมื่อขดลวดอื่นถูกนำมาข้างขดลวดดังกล่าวฟลักซ์จะเหนี่ยวนำ EMF เข้าสู่ขดลวดที่สอง
ตอนนี้ขดลวดที่มีฟลักซ์แตกต่างกันเรียกว่า Primary Coil และขดลวดที่เหนี่ยวนำ EMF เรียกว่า Secondary Coilในขณะที่ทั้งสองขดลวดเข้าด้วยกันทำให้หน่วยที่เรียกว่า Transformer.
หม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้ามีขดลวดปฐมภูมิที่ป้อนข้อมูลและขดลวดทุติยภูมิที่รวบรวมเอาท์พุท ขดลวดทั้งสองนี้พันอยู่บนวัสดุหลัก โดยปกติฉนวนจะเป็นรูปแบบCore ของหม้อแปลง
รูปต่อไปนี้แสดงหม้อแปลงที่ใช้งานได้จริง
จากรูปด้านบนจะเห็นว่ามีสัญกรณ์เพียงไม่กี่ตัวเท่านั้น ให้เราลองจดบันทึกไว้ พวกเขาคือ -
Np = จำนวนรอบในขดลวดปฐมภูมิ
Ns = จำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิ
Ip = กระแสที่ไหลในกระแสหลักของหม้อแปลง
Is = กระแสที่ไหลในตัวรองของหม้อแปลง
Vp = แรงดันไฟฟ้าคร่อมหลักของหม้อแปลง
Vs = แรงดันไฟฟ้าข้ามรองของหม้อแปลง
Φ = ฟลักซ์แม่เหล็กอยู่รอบแกนของหม้อแปลง
หม้อแปลงไฟฟ้าในวงจร
รูปต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าหม้อแปลงแสดงในวงจรอย่างไร ขดลวดปฐมภูมิขดลวดทุติยภูมิและแกนของหม้อแปลงจะแสดงในรูปต่อไปนี้
ดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อหม้อแปลงในวงจรแหล่งจ่ายอินพุตจะถูกกำหนดให้กับขดลวดปฐมภูมิเพื่อให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กที่แตกต่างกันด้วยแหล่งจ่ายไฟนี้และฟลักซ์จะถูกเหนี่ยวนำเข้าสู่ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงซึ่งจะสร้าง EMF ที่แตกต่างกันของ ฟลักซ์ที่แตกต่างกัน เนื่องจากฟลักซ์ควรแตกต่างกันไปสำหรับการถ่ายโอน EMF จากหลักไปยังทุติยภูมิหม้อแปลงจะทำงานกับ AC กระแสสลับเสมอ
Step-up และ Step-down
ขึ้นอยู่กับจำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิหม้อแปลงสามารถเรียกได้ว่าเป็น a Step up หรือก Step down หม้อแปลงไฟฟ้า.
ประเด็นหลักที่ต้องสังเกตก็คือไม่มีความแตกต่างใด ๆ ในระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา powerของหม้อแปลง ดังนั้นหากแรงดันไฟฟ้าสูงที่ระดับทุติยภูมิกระแสไฟฟ้าต่ำจะถูกดึงออกมาเพื่อให้พลังงานมีเสถียรภาพ เช่นกันถ้าแรงดันไฟฟ้าในตัวทุติยภูมิต่ำกระแสไฟฟ้าสูงจะถูกดึงออกมาเพื่อให้กำลังไฟฟ้าต้องเหมือนกับด้านหลัก
ก้าวขึ้น
เมื่อขดลวดทุติยภูมิมีจำนวนรอบมากกว่าขดลวดปฐมภูมิแสดงว่าหม้อแปลงเป็น a Step-upหม้อแปลงไฟฟ้า. ที่นี่ EMF ที่เหนี่ยวนำมีค่ามากกว่าสัญญาณอินพุต
หลีกทาง
เมื่อขดลวดทุติยภูมิมีจำนวนรอบน้อยกว่าขดลวดปฐมภูมิแสดงว่าหม้อแปลงเป็น a Step-downหม้อแปลงไฟฟ้า. ที่นี่ EMF ที่เหนี่ยวนำจะน้อยกว่าสัญญาณอินพุต
เปลี่ยนอัตราส่วน
เนื่องจากจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิมีผลต่อการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องรักษาอัตราส่วนระหว่างรอบเพื่อให้มีความคิดเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น
อัตราส่วนของจำนวนรอบในขดลวดปฐมภูมิต่อจำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิเรียกว่า“turns ratio" หรือ "the ratio of transformation”. อัตราส่วนรอบมักจะแสดงด้วยN.
$$ N \: \: = \: \: เปลี่ยน \: ratio \: \: = \: \: \ frac {Number \: of \: turns \: on \: Primary} {Number \: of \: turns \: on \: Secondary} \: \: = \: \: \ frac {N_ {p}} {N_ {s}} $$
อัตราส่วนของหลักต่อรองอัตราส่วนของอินพุตต่อเอาต์พุตและอัตราส่วนการหมุนของหม้อแปลงใด ๆ ที่กำหนดจะเหมือนกับของมัน voltage ratio. ดังนั้นจึงสามารถเขียนเป็น
$$ \ frac {N_ {p}} {N_ {s}} \: \: = \: \: \ frac {V_ {p}} {V_ {s}} \: \: = \: \: N \ : \: = \: \: เปลี่ยน \: อัตราส่วน $$
อัตราส่วนการหมุนยังระบุด้วยว่าหม้อแปลงเป็นหม้อแปลงแบบ step-up หรือ step-down ตัวอย่างเช่นอัตราส่วนการหมุน 1: 3 ระบุว่าหม้อแปลงเป็นแบบ step-up และอัตราส่วน 3: 1 ระบุว่าเป็นหม้อแปลงแบบ step-down