Трансформаторы

Комплектующие, радиокомпоненты / Электрика, электроника / Трансформаторы, индуктивности
Alexsandrs
770
19-11-2017, 19:36
0

Вокруг любого проводника, по которому проходит электрический ток, существует магнитное поле. Если провод намотать в виде спирали, то магнитные поля отдельных витков будут суммироваться и получится катушка, имеющая северный и южный магнитные полюса.

Чем болыпе витков у катушки и чем больший проходит через нее ток, тем сильнее ее магнитное поле. Если в катушку поместить железный сердечник, то общее магнитное поле может увеличиться в тысячи раз, т. е железный сердечник концентрирует и усиливает магнитное поле, создаваемое катушкой. Кроме железа такими же свойствами обладают никель, кобальт и их сплавы. Такие вещества называют феррромагнитными. Однако медь, алюминий, цинк и другие цветные металлы магнитными свойствами не обладают.

Свойство катушки образовывать магнитное поле при прохождении через нее тока называется индуктивностью. Индуктивность катушки характеризует запасаемую в магнитном поле энергию электрического тока. Чем больше индуктивность, тем больше энергия магнитного поля при заданном токе. Она зависит от количества витков, формы и размеров катушки, а также от размера и материала сердечника. Единица индуктивности — генри (Гн). Индуктивность катушки равна 1 Гн, если при изменении токи через нее на 1 А за 1 с на ее концах возникает напряжение самоиндукции, равное 1 В. В радиоэлектронике, как правило, используют меньшие единицы: миллигенри (мГн) и микрогенри (мкГн):

1 мГн = 10(-3) Гн;
1 мкГн = 10(-6) Гн.

Например, индуктивность однослойной катушки диаметром 4 мм, длиной 5 см, с числом витков 100 равна 200 мкГн; первичной обмотки силового трансформатора, содержащей 1200 витков, и железного сердечника сечением 9 см2 - 1 Гн.

Если по виткам катушки проходит переменный ток, тo ее магнитное поле также становится переменным. При увеличении тока магнитное поле увеличивается, при уменьшении — уменьшается.
При изменении направления тока через катушку соответсгвенно изменяются полюса электромагнита. Когда две катушки расположены близко друг от друга или они находятся на общем магнитном сердечнике (рис. 1), при прохождении по первой катушке переменного тока ее магнитное поле будет охватывать вторую катушку и в ней будет индуцироваться переменный ток.

Рис 1. Схема устройства трансформатора

Таким образом возникает трансформация тока и напряжения, а катушки на общем сердечнике образуют трансформатор.
Трансформаторы состоят из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод (сердечник) набирается из тонких штампованных Ш - или Г - образных пластин трансформаторной стали (рис. 2, а) либо наматывается из стальной ленты (рис. 2, б), либо составляется из кольцевых пластин (рис. 2, в).

Рис 2. Основные конструкции магнитопровода трансформатора:
а - броневой, б - стержневой, в - тороидальный

Обмотки выполняют из медного изолированного провода на каркасе из злектрически и и механически прочного изоляционного материала. Для защиты трансформатора от внешних воздействий его пропитывают лаком, проваривают в парафине, заливают специальным компаундом и др.
Трансформаторы могут быть силовыми, входными, межкаскадными и выходными.

С и л о в ы е т р а н с ф о р м а т о р ы служат для преобразования напряжения электрической сети переменного тока (127 или 220 В) в более низкое напряжение для питания (после выпрямления) эмиттерных и коллекторных цепей полупроводниковых усилителей или в более высокое напряжение для питания анодных цепей ламповых усилителей, а также ускоряющих электродов электронно-лучевых трубок в осциллографах, телевизорах, дисплеях и др.
Для зашиты от помех, проникающих в аппаратуру через электрическую сеть питания, между сетевой (первичной) и другими (вторичными) обмотками помещают электростатический экран, выполненный в виде однослойной, незамкнутой обмотки из изолированного провода, один конец которого заземляют при монтаже.
Трансформаторы низкой частоты включаются в цепь усиливаемого сигнала.

В х о д н ы е т р а н с ф о р м а т о р ы предназначены для согласования входа усилителя с выходом какого-либо устройства (например, динамического микрофона).

М е ж к а с к а д н ы е т р а н с ф о р м а т о р ы применяют для передачи и усиления переменного напряжения сигнала от одного каскада усиления к другому, не пропуская при этом постоянной составляющей.

В ы х о д н ы е т р а н с ф о р м а т о р ы используют для согласования сопротивления мощного оконечного каскада РЭА с сопротивлением устройства на выходе (например, звуковой колонкой).

Изготовление трансформатора довольно трудоемкий процесс, поэтому разработчики РЭА как можно шире используют готовые унифицированные трансформаторы, выпускаемые промышленностью. Для питания полупроводниковои аппаратуры специализированные заводы выпускают 120 видов унифицированных трансформаторов диапазоном мощностей 1,65 200 Вт и напряжением вторичных обмоток 0,65; 1,25; 2,5; 4; 5; 10; 20 В.

О.Вершинин И.Мироненко

Обсудить на форуме