Tipiska transformatora dizains ir vienkāršs. Tas sastāv no tērauda serdes, divām spolēm ar stieples tinumu. Vienu tinumu sauc par primāro, otro - sekundāro. Maiņstrāvas sprieguma (U1) un strāvas (I1) parādīšanās pirmajā spolē veido magnētisko plūsmu tās kodolā. Tas rada EML tieši sekundārajā tinumā, kas nav savienots ar ķēdi un kura enerģijas stiprums ir vienāds ar nulli.
Ja ķēde ir pievienota un rodas patēriņš, tas izraisa proporcionālu strāvas stipruma pieaugumu pirmajā spolē. Šāds saziņas modelis starp tinumiem izskaidro elektroenerģijas pārveidošanas un pārdales procesu, kas ir iekļauts transformatoru aprēķinā. Tā kā visi otrās spoles pagriezieni ir savienoti virknē, tiek iegūts visa EML kopējais efekts, kas parādās ierīces galos.
Transformatori ir salikti tā, lai sprieguma kritums otrajā tinumā būtu neliela daļa (līdz 2 - 5%), kas ļauj pieņemt, ka U2 un EMF tā galos ir vienādi. Skaitlis U2 būs vairāk/mazāk tikpat liels kā starpība starp abu spoļu apgriezienu skaitu - n2 un n1.
Atkarībastarp stieples slāņu skaitu sauc par transformācijas koeficientu. To nosaka pēc formulas (un apzīmē ar burtu K), proti: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Bieži vien šis rādītājs izskatās kā divu skaitļu attiecība, piemēram, 1:45, kas parāda, ka vienas spoles apgriezienu skaits ir 45 reizes mazāks nekā otrai. Šī proporcija palīdz aprēķināt strāvas transformatoru.
Elektrotehniskie serdeņi tiek ražoti divos veidos: W-veida, bruņu, ar magnētiskās plūsmas sazarojumu divās daļās un U-veida - bez dalījuma. Lai samazinātu iespējamos zaudējumus, stienis nav izgatavots no cieta, bet gan no atsevišķiem plāniem tērauda slāņiem, kas izolēti viens no otra ar papīru. Visizplatītākais ir cilindriskais tips: uz rāmja tiek uzlikts primārais tinums, pēc tam tiek uzliktas papīra lodītes un tam virsū tiek uztīts sekundārais stieples slānis.
Transformatora aprēķins var radīt zināmas grūtības, taču tālāk sniegtās vienkāršotās formulas noderēs konstruktoram-amatierim. Vispirms katrai spolei atsevišķi jānosaka spriegumu un strāvu līmeņi. Katram no tiem aprēķina jaudu: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, kur P2, P3, P4 ir jaudas (W), kas palielinātas ar tinumiem; I2, I3, I4 - strāvas stiprumi (A); U2, U3, U4 - spriegumi (V).
Lai noteiktu kopējo jaudu (P) transformatora aprēķinā, jāievada atsevišķu tinumu rādītāju summa un pēc tam jāreizina ar koeficientu 1,25, ņemot vērā zaudējumus: P=1,25(P2+P3+P4+…). Starp citu,P vērtība palīdzēs aprēķināt serdes šķērsgriezumu (kv.cm): Q \u003d 1,2īss kvadrāts P
Pēc tam seko procedūra apgriezienu skaita n0 noteikšanai uz 1 voltu pēc formulas: n0=50/Q. Rezultātā tiek noskaidrots spoļu apgriezienu skaits. Pirmajam, ņemot vērā sprieguma zudumus transformatorā, tas būs vienāds ar: N1=0,97n0U1Pārējiem: N2=1,3n0U2; n2=1.3n0U3… Jebkura tinuma vadītāja diametru var aprēķināt pēc formulas: d=0.7īss kvadrāts 1 kur I ir strāvas stiprums (A), d ir diametrs (mm).
Transformatora aprēķins ļauj atrast strāvas stiprumu no kopējās jaudas: I1=P/U1. Kodolā esošo plākšņu izmērs joprojām nav zināms. Lai to atrastu, jāaprēķina tinuma laukums serdes logā: Sm=4(d1(kv.)n1+d2(kv.)n2+d3(kv.)n3+…), kur Sm ir laukums (kv.mm), visi tinumi logā; d1, d2, d3 un d4 - stieples diametri (mm); n1, n2, n3 un n4 ir apgriezienu skaits. Izmantojot šo formulu, ir aprakstīti tinumu nelīdzenumi, stieples izolācijas biezums, rāmja aizņemtais laukums serdes loga spraugā. Atbilstoši iegūtajam laukumam tiek izvēlēts īpašs plāksnes izmērs spoles brīvai ievietošanai tās logā. Un pēdējā lieta, kas jums jāzina, ir serdes komplekta biezums (b), ko iegūst pēc formulas: b \u003d (100Q) / a, kur a ir vidējās plāksnes platums (mm); Q - kv. sk. Visgrūtākais šajā metodē ir aprēķināt transformatoru (tā ir piemērota izmēra stieņa elementa meklēšana).
