Дизайнът на типичен трансформатор е прост. Състои се от стоманена сърцевина, две намотки с телена намотка. Една намотка се нарича първична, втората - вторична. Появата на променливо напрежение (U1) и ток (I1) в първата намотка образуват магнитен поток в нейното ядро. Той създава ЕМП директно във вторичната намотка, която не е свързана към веригата и има енергийна сила, равна на нула.
Ако веригата е свързана и се появи консумация, това води до пропорционално увеличаване на силата на тока в първата намотка. Такъв модел на комуникация между намотките обяснява процеса на трансформация и преразпределение на електрическата енергия, която е включена в изчисляването на трансформаторите. Тъй като всички завои на втората намотка са свързани последователно, се получава общият ефект на всички EMF, които се появяват в краищата на устройството.
Трансформаторите са сглобени по такъв начин, че падът на напрежението във втората намотка е малка част (до 2 - 5%), което ни позволява да приемем, че U2 и EMF са равни в нейните краища. Числото U2 ще бъде повече/по-малко колкото разликата между броя на завоите на двете намотки - n2 и n1.
Зависимостмежду броя на жичните слоеве се нарича коефициент на трансформация. Определя се по формулата (и се обозначава с буквата K), а именно: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Често този индикатор изглежда като съотношение от две числа, например 1:45, което показва, че броят на завоите на една от намотките е 45 пъти по-малък от този на другата. Тази пропорция помага при изчисляването на токовия трансформатор.
Електротехническите ядра се произвеждат в два вида: W-образни, бронирани, с разклоняване на магнитния поток на две части, и U-образни - без разделяне. За да се намалят вероятните загуби, пръчката не е твърда, а е съставена от отделни тънки слоеве стомана, изолирани един от друг с хартия. Най-разпространеният е цилиндричният тип: първична намотка се прилага към рамката, след това се монтират топчета хартия и върху нея се навива вторичен слой тел.
Изчисляването на трансформатор може да предизвика известни затруднения, но опростените формули по-долу ще дойдат на помощ на любител дизайнер. Първо е необходимо да се определят нивата на напрежения и токове поотделно за всяка намотка. Изчислява се мощността на всеки от тях: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, където P2, P3, P4 са мощности (W), увеличени от намотките; I2, I3, I4 - сила на тока (A); U2, U3, U4 - напрежения (V).
За да установите общата мощност (P) при изчисляването на трансформатора, трябва да въведете сумата от показателите на отделните намотки и след това да умножите по коефициент 1,25, който отчита загубите: P=1,25 (P2+P3+P4+…). Между другото,стойността на P ще помогне да се изчисли напречното сечение на сърцевината (в кв.см): Q \u003d 1,2къс квадрат P
След това следва процедурата за определяне на броя на завъртанията n0 на 1 волт по формулата: n0=50/Q. В резултат на това се установява броят на завоите на намотките. За първия, като се вземе предвид загубата на напрежение в трансформатора, той ще бъде равен на: N1=0,97n0U1За останалото: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… Диаметърът на проводника на всяка намотка може да се изчисли по формулата: d=0,7къс квадрат 1, където I е силата на тока (A), d е диаметърът (mm).
Изчислението на трансформатора ви позволява да намерите силата на тока от общата мощност: I1=P/U1. Размерът на плочите в ядрото остава неизвестен. За да го намерите, е необходимо да се изчисли площта на намотката в прозореца на сърцевината: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), където Sm е площта (в кв. мм), всички намотки в прозореца; d1, d2, d3 и d4 - диаметри на проводниците (mm); n1, n2, n3 и n4 са броят на завоите. С помощта на тази формула се описват неравностите на намотката, дебелината на изолацията на проводника, площта, заета от рамката в пролуката на прозореца на сърцевината. Според получената площ се избира специален размер на плочата за свободно поставяне на бобината в нейния прозорец. И последното нещо, което трябва да знаете, е дебелината на основния набор (b), който се получава по формулата: b=(100Q) / a, където a е ширината на средната плоча (в mm); Q - в кв. виж Най-трудното нещо в този метод е да се изчисли трансформаторът (това е търсенето на елемент на прът с подходящ размер).
