Magnetický tok v transformátoru: 9 faktů, které byste měli vědět

Transformátory jsou životně důležité v průmyslových a komerčních elektrických systémech. Zde jsou vysvětlena některá fakta o magnetickém toku v transformátoru.

Nezbytným požadavkem na to, aby transformátor fungoval, je časově proměnný magnetický tok, který zase indukuje emf ve vinutích. Střídavý magnetický tok pomáhá přenášet energii z primárního na sekundární vinutí. Magnetické jádro v transformátoru je to, co koncentruje magnetický tok ve vinutích.

Další fakta o magnetickém toku v transformátoru jsou diskutována níže.

Co je magnetický tok v transformátoru?

Míra magnetických siločar procházejících uzavřeným povrchem udává magnetický tok obsažený v povrchu. Poskytuje odhad čistého magnetického pole procházejícího určitou oblastí.

Magnetický tok v transformátoru se vyvíjí v důsledku měnícího se elektrického pole nebo proudu v primárním vinutí. To je způsobeno vzájemnou indukčností nebo Faradayovým zákonem elektromagnetické indukce.

Magnetické siločáry vyvinuté v důsledku střídavého proudu jsou koncentrovány železným jádrem nebo jakýmkoli magnetickým jádrem v transformátoru. Cestou nebo spojovacím článkem mezi primárním a sekundárním vinutím je tento magnetický tok.

Co je zdrojem magnetického toku v transformátoru?

Transformátor se skládá hlavně ze dvou vinutí nebo cívek známých jako primární cívka a sekundární cívka. Primárním vinutím je přiváděn střídavý proud, který díky vzájemné indukčnosti vytváří magnetický tok.

Práce transformátoru je založena na principu vzájemné indukce, kdy magnetický tok, který vzniká jako výsledek střídavého proudu nebo napětí v primárních vinutích, indukuje emf v sekundárních vinutích, které tvoří výstup.

Proměnlivý proud procházející primární cívkou vytváří kolem ní magnetické siločáry. Jak se síla magnetického pole zvyšuje, jádro z měkkého železa koncentruje magnetický tok a vytváří tak cestu k sekundární cívce.

Měnící se proud spojený s primárním vinutím mění magnetické pole, a proto se v důsledku tohoto měnícího se magnetického toku indukuje proud v sekundárním vinutí.

Jaký je význam magnetického toku v transformátoru?

Magnetický tok je důležitým faktorem při práci transformátoru, protože činnost transformátoru je založena na principu vzájemné indukce. Magnetický tok je faktor, který spojuje primární a sekundární cívku a měnící se magnetický tok je to, co vytváří emf v sekundární cívce.

Transformátor se skládá ze dvou cívek, primární a sekundární, a nejsou elektricky spojeny obvodem nebo drátem. Místo toho jsou pouze indukčně propojeny. Přes primární cívku je přiváděn střídavý proud. Tento měnící se proud od minimální k maximální hodnotě v každém cyklu generuje magnetické pole v cívce a kolem ní.

Transformátor obsahuje také magnetické jádro, většinou z měkkého železa, kolem kterého jsou navinuty primární a sekundární cívky. Toto jádro koncentruje generované magnetické pole kolem primární cívky a spojuje sekundární cívku. Sekundární cívka zůstává v blízkosti měnícího se magnetického toku, který indukuje emf v cívce.

Jak vypočítat magnetický tok transformátoru?

Magnetický tok procházející libovolnou rovinou lze přesně popsat jako počet čar magnetické indukce nebo pole, které prochází stejnou rovinou.

V rovnoměrném magnetickém poli, jehož intenzita magnetické indukce je dána B a plocha roviny ve směru kolmém k magnetickému poli je dána S, je výraz pro magnetický tok procházející rovinou φ dán součinem B a S.

Obecný výraz pro magnetický tok je dán jako integrál magnetického pole na ploše.

integrál b.ds kde ds je infinitezimální vektor

Pro transformátor se často používá hustota magnetického toku. Výraz pro maximální hustotu magnetického toku je dán vztahem

kde,

V = použité efektivní napětí (ve voltech)

f = frekvence (v Hertzech)

N = počet závitů na vinutí, kde je přivedeno napětí V

A = plocha průřezu magnetického obvodu (v m² )

Co je magnetické jádro v transformátoru?

Magnetické jádro slouží jako cesty pro magnetický tok v transformátoru. Slouží jako spojka mezi primárním a sekundárním vinutím transformátoru, soustřeďují magnetický tok generovaný primární cívkou a vedou je k sekundární cívce. Magnetická jádra jsou materiály vyrobené z feromagnetických sloučenin.

Tato magnetická jádra mají vysokou permeabilitu, díky které mohou koncentrovat siločáry magnetického pole a vytvářet dráhu pro vedení magnetických polí v transformátorech nebo jiných elektrických nebo magnetických zařízeních.

Běžně používané materiály pro magnetická jádra jsou pevné železo, karbonylové železo, amorfní ocel, křemíková ocel, vrstvená magnetická jádra atd. Měkké železo se ukazuje jako nejlepší magnetické jádro pro použití v transformátorech, protože jejich magnetická permeabilita je vysoká.

Jak se mění magnetický tok v transformátoru?

V transformátoru vzniká magnetický tok v důsledku měnícího se elektrického pole (tj. střídavého proudu).

Ke změně magnetického toku v transformátoru dochází v důsledku změn proudu dodávaného střídavým zdrojem. AC zdroj poskytuje střídavý proud, který se v každém cyklu mění od záporných po kladné hodnoty. Tyto variace vytvářejí magnetické siločáry kolem primárních vinutí.

S rostoucí změnou elektrického pole (tj. jak hodnota proudu přechází z minima do maxima) se zvyšuje i změna magnetického toku.

Jaká je hustota magnetického toku transformátoru?

Hustota magnetického toku je odhadem velikosti magnetického pole soustředěného kolem magnetu nebo měnícího se elektrického proudu. Je to vektorová veličina. Hustota magnetického toku je obvykle dána

kde

φ je magnetický tok (ve weberech) a

A je plocha v metrech čtverečních (m²)

Pokud se zlepší hustota magnetického toku v jádrech, může to snížit velikost transformátorů, což by snížilo náklady na zařízení a také náklady na materiály, jako je křemík-železo, měď, uhlík atd.

Magnetický tok v transformátoru: Problém

Najděte primární závity jednofázového transformátoru 444 V/222 V, 50 Hz s průřezem jádra 80 cm2 a maximální hustotou toku 2 T.

Víme, že rovnice obsahující primární závity a hustotu magnetického toku je dána vztahem

Nejprve si napíšeme dané detaily.

Dáno, V = 444 V (vstupní napětí primární cívky)

f = 50 Hz

A = 80 cm² = [

B_max = 2 T

N = neznámé

Z rovnice uvedené na začátku řešení můžeme přeskupit členy tak, abychom dostali N. Takže

N = 125

Počet otáček je tedy 125.

Shrnutí

Proto tento článek poskytuje podrobný popis magnetického toku v transformátoru, jeho důležitosti, magnetického jádra a jeho důležitosti spolu s praktickým problémem, který pomůže mnohem lépe porozumět pojmům.

Také čtení:

• Je magnetický z mosazi
• Magnetické pole v transformátoru
• Je zlato magnetické
• Solenoid vytváří magnetické pole
• Je magnetický tok nulový
• Magnetický tok a magnetická indukce 2
• Je Jupiter magnetický
• Obrátí magnetické pole
• Magnetické pole vs elektrické pole
• Magnetický tok a elektrický tok