IT News

Last update Вс, 29 Янв 2017 11pm

Как работает преобразователь электрической энергии?

Трансформатор как работает

Применяемая человеком электроэнергия по большей части вырабатывается на больших электрических станциях. Эти предприятия передают электричество на районные подстанции, которые после распределяют его по потребителям.
Так как линии электропередач обладают электрическим сопротивлением, часть энергии электротока теряется, превращаясь в теплоту.

Постоянный ток (DC) течет в одном направлении; электрический ток (АС) иногда изменяет собственное направление. Сначала для электрического снабжения применялся только постоянный ток.

По многим причинам передача и переустройство постоянного тока связаны с существенными трудностями, благодаря этому по соображениям безопасности электростанции передавали его под невысоким напряжением. Впрочем до того времени, когда постоянный ток достигал потребителей, сопротивление съедало 45 процентов его энергии.

Выход нашли в передаче электрического тока большого напряжения, какое может быть легко изменено с помощью блока питания (рисунок внизу). Так как высоковольтным линиям требуется меньший ток для передачи одного и того же количества энергии, ее потери на преодоление сопротивления стали гораздо меньшими.

Когда электрический ток покидает электростанцию, повышающие преобразователи электрической энергии делают больше его напряжение с 22 000 до 765 000 вольт, а перед поступлением в дома иные преобразователи электрической энергии, уменьшающие, делают меньше его до ПО или 220 вольт.

Рабочий принцип блока питания

Преобразователи электрической энергии делают больше или делают меньше напряжение электрического тока. Преобразуемый электрический ток проходит по первой обмотке, охватывающей стальной сердечник (рисунок сверху).

Иногда изменяющийся ток делает в сердечнике переменое магнитное поле. При перемещении во вторичную обмотку это магнитное поле вырабует в ней электрический ток.

Если вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная, анодное напряжение будет больше, чем входное.

Потери энергии при протечке постоянного тока

Трансформатор как работает

Электрическая мощность (Р) вычисляется умножением силы тока (I) на напряжение (V), т.е. Р = I х V. Если напряжение увеличивается, сила тока, которая нужна для оснащения заданной мощности, уменьшается.

Низковольтная мощность постоянного тока требует большей силы тока, чем высоковольтная мощность переменного, чтобы передать все то же самое кол-во электрической энергии.

Электрический ток легко трансформируется

Трансформатор как работает

В отличии от постоянного, электрический ток иногда изменяет собственное направление. Если электрический ток проходит по первой обмотке блока питания (рисунок слева), образующееся переменое магнитное поле индуцирует ток во вторичной обмотке.

При протечке по первой обмотке постоянного тока (рисунок с правой стороны), во вторичной обмотке ток не появляется.

Рабочий принцип блока питания

Для изменения электрического напряжения одной величины в электрическое напряжение другой величины, другими словами для изменения электрической мощности, используют электрические преобразователи электрической энергии.
Преобразователь электрической энергии может преобразовывать лишь электрический ток в электрический ток, благодаря этому для получения постоянного тока, электрический ток с блока питания если понадобится выпрямляют.

Для такой цели служат выпрямители.
Так или по другому, любой преобразователь электрической энергии (будь то преобразователь электрической энергии напряжения, преобразователь электрической энергии тока или импульсный преобразователь электрической энергии) работает благодаря явлению электромагнитной индукции, которое проявляет себя во всей красе собственно при переменном или импульсном токе.

Трансформатор как работает

В простейшем виде однофазный преобразователь электрической энергии состоит всего из основных частей, их три вида: ферромагнитного сердечника (магнитопровода), а еще вторичной и первичной обмоток. Как правило обмоток у блока питания может быть и больше 2-ух, но минимум их две.

В большинстве случаев функцию вторичной обмотки может на себе нести часть витков первой обмотки (см. виды блоков питания), но такие же решения встречаются весьма нечасто если сравнивать с обыкновенными.

Трансформатор как работает

Основная часть блока питания — ферромагнитный сердечник. Когда преобразователь электрической энергии работает, то собственно в середине ферромагнитного сердечника есть изменяющееся магнитное поле. Источником изменяющегося магнитного поля в преобразователе электрической энергии служит электрический ток первой обмотки.

Напряжение на вторичной обмотке блока питания
Известно, что любой переменный ток сопровождается магнитным полем, исходя из этого электрический ток сопровождается переменным (изменяющимся по величине и направлению) магнитным полем.
Аналогичным образом, подав в первичную обмотку блока питания электрический ток, получаем изменяющееся магнитное поле тока первой обмотки. А чтобы магнитное поле было сконцентрировано в основном в середине сердечника блока питания, данный сердечник делают из материала с высокой магнитной проницаемостью, в тысячи раз большей чем у воздуха, чтобы главная составляющая магнитного потока первой обмотки замкнулась бы собственно в середине сердечника, а не по воздуху.

Аналогичным образом переменое магнитное поле первой обмотки сконцентрировано в объеме сердечника блока питания, который делают из трансформаторной стали, феррита или иного оптимального материала, в зависимости от рабочей частоты и назначения определенного блока питания.

Трансформатор как работает

Вторичная обмотка блока питания находится на общем сердечнике с его первой обмоткой. Благодаря этому переменое магнитное поле первой обмотки пронизывает также и витки вторичной обмотки.

Мой гараж. Забираю Urus с тюнинга. Как работает автосервис

А явление электромагнитной индукции как раз и состоит в том, что изменяющееся во времени магнитное поле наводит в пространстве вокруг себя изменяющееся электрическое поле.

И так как в этом пространстве вокруг изменяющегося магнитного поля находится кабель вторичной обмотки, то индуцированное переменое электрическое поле действует на носители заряда в середине этого провода.
Данное действие электрическим полем вызывает в каждом витке вторичной обмотки ЭДС. В результате между выводами вторичной обмотки возникает переменое электрическое напряжение.

Когда вторичная обмотка включенного в сеть блока питания не нагружена, преобразователь электрической энергии функционирует в режиме хода в холостую.
Работа блока питания под нагрузкой

Трансформатор как работает

Если же ко вторичной обмотке работающего блока питания подключена определенная нагрузка, то во всей вторичной цепи блока питания появляется ток через нагрузку.
Данный ток порождает собственное свое магнитное поле, которое, Согласно закону Ленца, имеет подобное направление, что противодействует «причине, его вызывающей».

Другими словами магнитное поле тока вторичной обмотки в любой момент времени стремится сделать меньше увеличивающееся магнитное поле первой обмотки либо же стремится поддержать магнитное поле первой обмотки когда оно уменьшается, оно всегда направлено навстречу магнитному полю первой обмотки.
Аналогичным образом, когда вторичная обмотка блока питания нагружена, в его первой обмотке появляется противо-ЭДС, заставляющая первичную обмотку блока питания употреблять из питающей сети больше тока.

Трансформатор как работает

Собрать катушку Тесла за 100 рублей?

Соотношение витков первой N1 и вторичной N2 обмоток блока питания определяет соотношение между его входным U1 и выходным U2 напряжениями и входным I1 и выходным I2 токами, во время работы блока питания под нагрузкой.

Данное соотношение именуется показателем трансформации блока питания:

Трансформатор как работает

Показатель трансформации больше единицы если преобразователь электрической энергии понижающий, и меньше единицы — если преобразователь электрической энергии повышающий.

Трансформатор как работает

Преобразователь электрической энергии напряжения считается вариацией силового трансформатора, необходимой для гальванической развязки цепей большого напряжения от цепей невысокого напряжения.
В большинстве случаев, когда речь идет о большом напряжении, имеют ввиду 6 и более киловольт (на первой обмотке блока питания напряжения), а под невысоким напряжением знают величины порядка 100 вольт (на вторичной обмотке).

Такой преобразователь электрической энергии применяется, в основном, для измерительных целей. Он уменьшает, к примеру, большое напряжение линии электропередач до хорошего чтобы провести измерения низковольтного напряжения, при этом может также гальванически изолировать цепи измерения, защиты, управления, — от высоковольтной цепи.

Преобразователь электрической энергии такого типа в большинстве случаев функционирует в режиме хода в холостую.

Трансформатор как работает

Преобразователем электрической энергии напряжения можно назвать как правило и любой понижающий трансформатор, используемый для изменения электрической мощности.

Трансформатор как работает

У блока питания тока первичная обмотка, состоящая в большинстве случаев всего из одного витка, включается постепенно в цепь источника тока. Данным витком как правило выступает участок провода цепи, в которой нужно померять ток.

Кабель просто продевается через окно сердечника блока питания и становится этим самым единственным витком — витком первой обмотки. Вторичная же его обмотка, имеющая много витков, подсоединяется к прибору для измерений, отличающемуся малым внутренним сопротивлением.

Преобразователи электрической энергии такого типа применяются для измерения величин электрического тока в силовых цепях. Тут ток и напряжение вторичной обмотки оказываются пропорциональны измеряемому току первой обмотки (токовой цепи).

Преобразователи электрической энергии тока повсеместно используются в устройствах релейной защиты электроэнергетических систем, благодаря этому обладают максимальной точностью. Они выполняют измерения безопасными, так как гальванически надежно изолируют измерительную цепь от первой цепи (в большинстве случаев высоковольтной — десятки и сотни киловольт).

Трансформатор как работает

Данный преобразователь электрической энергии предназначается для изменения тока (напряжения) импульсной формы. Короткие импульсы, в большинстве случаев с прямыми углами, подаваемые на его первичную обмотку, вынуждают преобразователь электрической энергии работать фактически в режиме переходных процессов.
Такие преобразователи электрической энергии применяются в импульсных преобразователях напряжения и остальных импульсных устройствах, а еще в виде дифференцирующих блоков питания.

Использование импульсных блоков питания дает возможность уменьшить вес и цена устройств, где они используются просто в силу очень высокой частоты изменения (десятки и сотни килогерц) если сравнивать с сетевыми преобразователями электрической энергии, работающих на частоте 50-60 Гц. С прямыми углами импульсы, у которых продолжительность фронта много меньше продолжительности самого импульса, хорошо трансформируются с малыми искажениями.

Что такое преобразователь электрической энергии: устройство, рабочий принцип, схема и назначение

Трансформатор как работает

Доверь собственную работу кандидату наук!
Может быть, кто-то думает, что преобразователь электрической энергии – это что-нибудь усредненное между трансформером и терминатором. Эта статья призвана разрушить такие же представления.

Повседневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направленностей – у нас на телеграм-канале.
Преобразователь электрической энергии – статическое электромагнитное устройство, которое предназначено для изменения переменного электротока одного напряжения и конкретной частоты в переменный ток иного напряжения и такой же частоты.

Работа любого блока питания основывается на явлении электромагнитной индукции, открытой Фарадеем.

Назначение блоков питания

Различные виды блоков питания применяются фактически во всех схемах питания электоприборов и при передаче электрической энергии на длинные расстояния.
Электростанции вырабатывают ток сравнительно небольшого напряжения – 220, 380, 660В.

Преобразователи электрической энергии, повышая напряжение до значений порядка тысяч киловольт, дают возможность значительно уменьшить потери при передаче электрической энергии на длинные расстояния, а еще и сделать меньше площадь сечения проводов ЛЭП.

Трансформатор как работает

Как работает трансформатор

Конкретно перед тем как попасть к потребителю (к примеру, в простую домашнюю розетку), ток идет через силовой трансформатор. Собственно так мы приобретаем обыкновенные нам 220 Вольт.

Самый популярный вид блоков питания – понижающие трансформаторы. Они предназначаются для изменения напряжения в электроцепях.

Кроме понижающих трансформаторов в самых разных электронных приборах используются:

  • импульсные преобразователи электрической энергии;
  • понижающие трансформаторы;
  • преобразователи электрической энергии тока.

Рабочий принцип блока питания

Преобразователи электрической энергии бывают однофазные и многофазные, с одной, 2-мя или приличным числом обмоток. Рассмотрим схему и рабочий принцип блока питания на примере самого простого однофазного блока питания.
Кстати, в иных статьях можно почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Из чего складывается преобразователь электрической энергии? Во простейшем случае из одного металлического сердечника и 2-ух обмоток. Обмотки электрически не связаны одна со второй и собой представляют изолированные провода.

Одна обмотка (ее именуют первой) подсоединяется к источнику электрического тока. Вторая обмотка, именуемая вторичной, подсоединяется к конечному потребителю тока.

Трансформатор как работает

Когда преобразователь электрической энергии подключен к источнику электрического тока, в витках его первой обмотки течет электрический ток величиной I1. При этом образуется магнитный поток Ф, который пронизывает две обмотки и индуцирует в них ЭДС.

Бывает, что вторичная обмотка не расположена под нагрузкой. Такой рабочие режимы блока питания именуется режимом хода в холостую.

Исходя из этого, если вторичная обмотка подключена к какому-то потребителю, по ней течет ток I2, появляющийся под действием ЭДС.
Величина ЭДС, возникающей в обмотках, зависит от числа витков каждой обмотки.

Отношение ЭДС, индуцированных в вторичной и первичной обмотках, именуется показателем трансформации и равно отношению количества витков надлежащих обмоток.

Трансформатор как работает

Путем выбора числа витков на обмотках можно уменьшать либо увеличивать напряжение на покупателе тока с вторичной обмотки.

Замечательный преобразователь электрической энергии

Замечательный преобразователь электрической энергии – преобразователь электрической энергии, в котором отсутствуют потери энергии. В таком трансформаторе энергия тока в первой обмотке полностью превращается сначала в энергию магнитного поля, а дальше – в энергию вторичной обмотки.

Разумеется, такого блока питания нет в природе. Но все таки, в случае, когда потерями тепла можно пренебречь, в расчетах комфортно пользоваться формулой для безупречного блока питания, благодаря ей мощности тока в вторичной и первичной обмотках равны.

Кстати! Для наших читателей в настоящий момент действует скидка 10% на любой вид работы

Потери энергии в преобразователе электрической энергии

КПД блоков питания очень большой. Но все таки, в обмотке и сердечнике происходят потери энергии, которые приводят к тому, что температура во время работы блока питания увеличивается. Для блоков питания маленькой мощности это не представляет проблемы, и все тепло уходит в находящуюся вокруг среду – применяется природное охлаждение воздуха.

Такие преобразователи электрической энергии именуют сухими.
В намного мощнее трансформаторах охлаждения воздуха оказывается недостаточно, и используется охлаждение маслом.

В данном варианте преобразователь электрической энергии помещается в бак с минеральным маслом, через которое тепло подается стенкам бака и рассеивается в находящуюся вокруг среду. В преобразователях электрической энергии больших мощностей дополнительно используются выхлопные трубы – если масло закипает, появившимся газам необходим выход.

Трансформатор как работает

Разумеется, преобразователи электрической энергии не так просты, как на первый взгляд кажется — ведь мы посмотрели рабочий принцип блока питания коротко. Контрольная по электротехнике с задачами на расчет блока питания неожиданно может стать реальной проблемой. Специализированный студенческий сервис всегда готов оказать помощь в решении любых трудностей с учебой!

Обращайтесь в Zaochnik и учитесь легко!

Рабочий принцип блока питания

Трансформатор как работает

С открытием и самим началом промышленного применения электричества появилась необходимость создания систем его изменения и доставки к потребителям. Так возникли преобразователи электрической энергии, о принципе действия которых и пойдёт речь.
Возникновению их на свет предшествовало открытие явления электромагнитной индукции великим английским физиком Майклом Фарадеем практически 200 лет тому назад.

Позднее он и его американский коллега Д. Генри нарисовали схему грядущего блока питания.
Первое осуществление идеи в железо прошло в 1848 году с разработки индукционной катушки французским механиком Г. Румкорфом. Свой вклад внесли и российские ученые.

В первой половине 70-ых годов XIX века профессор МГУ А. Г. Столетов открыл петлю гистерезиса и описал структуру ферромагнетика, а 4 года спустя, выдающийся российский изобретатель П. Н. Яблочков получил патент первого блока питания электрического тока.

Трансформатор как работает

Как устроен и как работает преобразователь электрической энергии

Преобразователи электрической энергии – это наименование очень большого «семейства», куда входят однофазные, трехфазные, уменьшающие, повышающие, измерительные и очень много остальных типов блоков питания. Главное их назначение – переустройство нескольких либо одного стрессов электрического тока в иное на основе электромагнитной индукции при неизменной частоте.

Итак, коротко, как работает самый простой однофазный преобразователь электрической энергии. Он состоит из трех важных элементов – вторичной и первичной обмоток и соединяющего их в одно целое магнитопровода, на который они как бы нанизаны.

Источник подсоединяется только к первой обмотке, В то время, как вторичная снимает и передает уже измененное напряжение потребителю.
Подключенная к сети первичная обмотка делает в магнитопроводе переменое электромагнитное поле и образовывает магнитный поток, который начинает циркулировать между обмотками, индуцируя в них электродвижущую силу (ЭДС).

Ее величина зависит от числа витков в обмотках. Например, для уменьшения напряжения нужно, чтобы в первой обмотке витков было больше, чем во вторичной. Собственно по подобному правилу работают уменьшающие и повышающие преобразователи электрической энергии.

Важная отличительная характеристика конструкции блока питания заключается в том, что магнитопровод имеет стальную структуру, а обмотки, в основном имеющие цилиндрическую форму, изолированные от него, конкретно не связаны между собой и имеют собственную маркировку.

Принцип работы трансформатора.

Преобразователи электрической энергии напряжения

Это, пожалуй, самая многочисленная разновидность семейства блоков питания. Кратко, их главная функция – сделать произведенную на электрических станциях энергию доступной для употребления разными устройствами.

Для этого есть система передачи электрической энергии, которая состоит из повышающих и понижающих трансформаторных подстанций и линий электропередач.

Трансформатор как работает

Сначала электрическая энергия, выполненная электростанцией, подается на повышающую трансформаторную подстанцию (например, с 12 до 500 кВ). Это нужно для того, чтобы возместить неизбежные потери электрической энергии при передаче на длинные расстояния.

Другой этап – понижающая подстанция, откуда электрическая энергия уже по низковольтной линии подается на силовой трансформатор и дальше к потребителю в виде напряжения 220 в.
Но на этом работа блоков питания не завершается. Во множестве окружающих нас бытовых электрических приборов — в ПК, телевизорах, принтерах, стиральных машинах-автоматах, холодильниках, микроволновых печах, DVD и даже в энергоэффективных лампочках установлены силовые трансформаторы.

Пример индивидуального «карманного» блока питания – устройство зарядки мобильника (смартфона).

Трансформатор как работает

Огромному многообразию современных устройств электроники и осуществляемых ими функций отвечает очень много и самых разных типов блоков питания. Это достаточно не полный их перечень: силовые, импульсные, сварочные, разделительные, согласующие, крутящиеся, трехфазные, пик-трансформаторы, преобразователи электрической энергии тока, тороидальные, стержневые и броневые.

Какие они, преобразователи электрической энергии грядущего

Считается, что трансформаторная отрасль очень консервативна. Но все таки и ей необходимо считаться с революционными изменением в области электробытовой техники, где все громче о себе говорят высокие технологии. Как и очень много остальных устройств, они понемногу «умнеют».

Активно проводится поиск новых материалов конструкции – изоляционных и магнитных, способных обеспечить более большую надежность трансформаторного оборудования. Одним из направленностей может стать применение аморфных материалов, что намного увеличит его пожарную безопасность и надежность.

Появятся взрыво- и пожаробезопасные преобразователи электрической энергии, в которых хлордифенилы, которые применяются для пропитки электроизоляционных материалов, будут заменены нетоксичными жидкими, экологически чистыми диэлектриками.
Примером тому — элегазовые понижающие трансформаторы, где функцию хладагента делает негорючий элегаз гексафторид серы, взамен далеко не безопасного трансформаторного масла.

Вопрос времени – создание «умных» электрических сетей, оборудованных полупроводниковыми твердотельными преобразователями электрической энергии с электронным управлением, благодаря которым появится способность регулировать напряжение в зависимости от потребностей потребителей, например, подсоединять к домашней сети возобновляемые и промышленные источники питания, либо наоборот отключать лишние, когда в них нет надобности.
Еще одно перспективное направление – низкотемпературные сверхпроводимые преобразователи электрической энергии.

Работа по их созданию возникла еще в 60-х годах. Основная трудность, с которой встретились ученые – очень большие размеры криогенных систем, нужных для производства жидкого гелия. Все поменялось во второй половине 80-ых годов XX века, когда были открыты сверхпроводниковые высокотемпературные материалы.

Благодаря им, возникла возможность отказаться от больших и неудобных охлаждающих устройств.
Сверхпроводимые преобразователи электрической энергии обладают неподражаемым качеством: при большой плотности тока потери в них минимальны, зато, когда ток может достигать критических значений, сопротивление от нулевого уровня резко возрастает.

Преобразователь электрической энергии: назначение, рабочие принципы и правила подсоединения

Свойства магнитного поля изучаются учеными давно. Первый раз электромагнитную индукцию описал Майкл Фарадей. А конкретно как возникает крепкая электромагнитная связь в обмотках при разработке электрического тока в первой катушке.

Во вторичной же катушке увеличивается напряжение, но мощность и частота остаются прежними. Разумеется, незнающему человеку в электричестве трудно понять конструкцию, рабочий принцип, назначение блока питания.

Но, это обязательный прибор с установкой в большинстве отраслей: радиотехника, электроэнергетика.

Преобразователи электрической энергии напряжения: назначение и рабочий принцип

Преобразователь электрической энергии – электрическое устройство. Видоизменяет электрический ток одного напряжения в переменный ток иного напряжения. Частота, согласно явлению электромагнитной индукции, остается неизменной.

Состоит статический преобразователь электрической энергии из:

  • вторичной и первичной обмотки;
  • сердечника.

Применяется устройство в самых различных схемах питания и электрических приборах. Передает электрическую энергию на длинные расстояния и:

  • понижает потери энергии;
  • снижает площадь сечения проводов ЛЭП.
Трансформатор как работает
  • повышающий;
  • понижающий;
  • силовой;
  • крутящийся;
  • импульсный;
  • разделительный;
  • согласующий.

Силовой трансформатор используется в быту. Собственно через него проходит и поступает ток в бытовые розетки с мощностью 220 Вт.
Силовой аппарат в составе из сердечника и нескольких обмоток видоизменяет напряжение в электрической цепи по принципу электромагнитной индукции.

Также значение напряжения электрического тока без изменений его частоты. Используется для распределения и передачи электроэнергии.

Напряжение в обмотках – более 300 кВ. Мощность – от 4 кВ до 200000 кВА.

Справка! Преобразователь электрической энергии служит для понижения либо увеличения переменного напряжения.

Основой считается ферромагнитный сердечник. Плюс ко всему для работы без разных перебоев – обмотки, изоляция, магнитопровод, система охлаждения.
Обмотки сделаны из изолированных проводов из меди сечения с прямыми углами.

Между их слоями находятся пустоты для циркуляции охлаждающего масла. Роль которого – отбирать тепло у обмоток, передавать через радиаторные трубки в находящуюся вокруг среду.

Трансформатор как работает

Рабочий принцип устройства построен на:

  • изменении магнитного потока;
  • создании электромагнитной индукции при прохождении через обмотку;
  • подаче напряжения на первичную обмотку;
  • воспроизведении магнетизма электротоком, изменяющимся во времени.

Электрический ток, протекая по первой обмотке, начинает создавать в магнитопроводе магнитный ток. Понемногу приводит к потоку во всех обмотках, преобразовывая гальваническую развязку (переменое напряжение), однако без видоизменения частоты.

Нужно знать! Действие прибора основано на электромагнитной индукции.

За счёт электрического тока образуется магнитное переменое поле вокруг проводника, видоизменяется в электродвижущую силу. Напряжение на выходе всецело во власти от применяемого (понижающего, повышающего) блока питания.

Показатель ЭДС в обмотках прямо пропорционален количеству витков.

Зачем нужен преобразователь электрической энергии напряжения?

Преобразователь электрической энергии напряжения – универсальное устройство. Передает и делит энергию.

  • электрических установках;
  • блоках питания;
  • агрегатах передачи электрической энергии;
  • устройствах обработки сигналов;
  • источниках питания приборов.

Понижающий трансформатор с высоким напряжением используется для:

  • подачи энергии в электрической сети на электрических станциях;
  • увеличения напряжения генератора, линии электропередач;
  • снижения напряжения, доходящего до потребительского уровня.
Трансформатор как работает

Трехфазный прибор с особенной системой охлаждения применяется в электрических сетях. Сердечник в составе – общий для абсолютно всех 3-ех фаз.
Область использования сетевого блока питания – источники электрического питания, узлы электрических приборов с самым разнообразным напряжением.

Импульсные агрегаты незаменимы для радиотехнических, устройств электроники. Сначала выпрямляют переменое напряжение в блоках питания.

Дальше за счёт преобразователя напряжения преобразуют высокочастотные импульсы, стабилизирующие стабильное напряжение.
Преобразователи электрической энергии входят в состав многих схем питания для оснащения очень маленького уровня высокочастотных помех.

К примеру, разделительные установки предохраняют опасность удара электричеством для человека. Ведь включение домашних приборов в сеть через преобразователь электрической энергии становится неопасным.

Вторая цепь у прибора будет изолирована от контактов с землёй, если разумеется, идет речь о заземлении электрооборудования. Измерительные силовые приборы используются в схемах генераторов электрического тока. Кол-во фаз у генератора из блока питания должно совпадать для достижения стабильного напряжения на выходе.

Согласующие преобразователи электрической энергии незаменимы для устройств электроники с высоким входным сопротивлением и высокочастотных линий, но с самым разнообразным сопротивлением нагрузки.

Как работает преобразователь электрической энергии напряжения?

Приборы преобразуют энергию источника в нужный показатель напряжения. Работают только при переменном напряжении с постоянной частотой. В основе работы – электромагнитная индукция как явление, срабатываемое при изменении во времени магнитного потока, порождении ЭДС в обмотках.

Работа блока питания начинается в первой обмотке, где сердечник создаёт магнитный поток. Дальше задействуется электрический ток, намагничивает сердечник, увеличивает индуктивность первой обмотки, препятствует нарастанию тока на выводах обмотки напряжения.

Если первичная обмотка отдает магнитный поток, то вторичная принимает его, изменяет с конкретной скоростью, пронизывая все ветви и создавая ЭДС.

Трансформатор как работает

Напряжение на веточках полностью зависит от быстроты изменения магнитного потока в сердечнике. Хотя выходит одинаковым на веточках вторичной и первичной обмотки благодаря прохождению через них одного и того же магнитного потока.

Он со своей стороны создаёт вокруг себя электрическое поле в сердечнике, некий вихрь с воздействием на электроны, начиная подталкивать их в конкретную сторону.
Справка!

Если сказать легче, то рабочий принцип блока питания напряжения построен на возбуждении напряжения во второй обмотке за счёт возникшего электрического тока в магнитопроводе.

Чем отличается преобразователь электрической энергии тока от блока питания напряжения?

Источником питания для блока питания тока считается конкретно ток. Если он не будет проходить через обмотки, тот аппарат выйдет из строя быстро. Питание для блока питания напряжения – источники напряжения и он также не будет работать при очень высоких нагрузках тока.

Отличие между устройствами в самых различных электрических величинах и схемах включения.

Измерительные преобразователи электрической энергии напряжения и тока

Приборы с работой под большим напряжением нуждаются в периодическом измерении.

Трансформатор как работает

Для чего этой цели в помощь – устройства для измерительных работ, которые:

  • уменьшают величину напряжения до необходимого уровня;
  • предоставляют гальваническую развязку измерительному оборудованию от цепей с очень высокой опасностью.

Номинальная мощность, напряжение и ток

Номинальная – мощность, с которой преобразователь электрической энергии работает в конкретном классе точности и в согласии с ГОСТом. Выражается в вольтах, амперах. Небольшие отклонения мощности допускаются, однако не выше нормированных величин.

Важно! Чтобы не было увеличения неточности вторичной нагрузки суммарное употребление обмоток приборов для измерений и реле не должно быть более номинальной мощности блока питания. Выяснить номинальную мощность можно в паспорте к агрегату либо на щитке.

Порог номинального напряжения у блока питания – 10кВ.
Разница в зависимости от мощности электрических приборов составляет для:

  • питания электроприемников – 3-6,3кВ;
  • больших электрических двигателей – до 1000В.

Мощность трехфазного блока питания вычитается по формуле: – S=квадратный корень цифры 3 UIU—номинальное междуфазное напряжение, В; / — ток в фазе, А. Коэффициенты рабочих токов в обмотках при рабочем состоянии блока питания не обязаны быть выше номинальных Хотя непродолжительные перегрузки в масляных и сухих агрегатах до установленных пределов (2,5 -3%) подходят.

Закон Фарадея

Трансформатор как работает

Согласно закону электромагнитной индукции во вторичной обмотке создается ЭДС напряжение. Вычисляется по формуле – U2 = ?N2*d?/dt.
Справка!

Фарадея – ключевой закон электродинамики. Говорит про то, что генерируемая электродвижущая сила равняется скорости изменения магнитного потока, но взятой со знаком минус. Собственно Майкл Фарадей сделал открытие, когда во время проведения экспериментов сказал, что электродвижущая сила начинает возникать в проводнике исключительно при изменении магнитного поля.

Величина этой силы полностью пропорциональна скорости изменения магнитного поля.
Все факты содержатся в одном уравнении. Впрочем, символ минус в законе – правило Ленца, указывающее на появление индукционного электротока при изменении магнитного поля в проводнике.

Действие тока направлено на магнитное поле, начинающего противодействовать изменению магнитного потока.
Правило Ленца не подчиняется законам электродинамики, ведь индукционный ток возникает как в обмотках, так и в сплошных железных блоках.

Уравнения безупречного блока питания

В таком трансформаторе силовые линии проходят через все ветви первой, вторичной обмотки. Значит, отсутствуют вихревые потоки и потери энергии. Магнитное поле меняется, но порождает похожую ЭДС во всех витках, благодаря этому становится прямо пропорциональным их общему числу.

Энергия при поступлении из первой цепи трансформируется в магнитное поле, дальше поступает во вторичной цепи.
Формула уравнения безупречного блока питания – P1 = I1 • U1 = P2 = I2 • U2:

  • R1 – показатель поступающей мощности из первой цепи на преобразователь электрической энергии;
  • R2 – показатель преобразованной мощности с поступлением во вторичную цепь.

Если увеличить напряжение на концах вторичной обмотки, то уменьшится уровень тока первой цепи. Согласно уравнению – U2/U1 = N2/N1 = I1/I2 переустройство сопротивления одной цепи к сопротивлению другой может быть только при умножении величины на квадрат отношения.

Как правильно подключить

Во всех подробностях электрики трудно разобраться типичному человеку, однако во время применения блока питания понижающего типа в бытовых условиях необходимо понимать, как происходит процесс подсоединения.
Бывает, что появляется необходимость подсоединения агрегата сразу на нескольких потребителей.

  1. При подключении блока питания сразу на несколько потребителей главное не забыть учесть кол-во выходных клемм.
  2. Общая мощность потребления для жильцов должна быть похожей мощности блока питания либо немного ниже. Как считают профессионалы, замечательный второй критерий выше первого – на 20%.
  3. Подсоединяется аппарат через электропроводку, размер которой не должен быть очень уж большим. Достаточно 2 м при установке освещения со светодиодами во избежании потери мощности.
  4. Общаяя мощность электрических приборов не должна быть больше мощности блока питания.

Если взглянуть на схему включения силового трансформатора, то видно, что устанавливается между клеммной коробкой мощностью 220 Вт и лампами общего назначения. Провода из распредкоробки подключаются конкретно к выключателю.

Трансформатор как работает

Подключение блока питания напряжения
Добавочная информация! Стоит с самого начала определять хорошее место установки электрического силового трансформатора.

Нельзя его усердно прятать от чужих глаз, ведь доступ для демонтажа или замены должен быть свободным. При этом мощность потребления – не ниже мощности блока питания, иначе монтажный процесс проводить запрещено.

При подключении важно, чтобы совпадали все уравнения, касающиеся модели прибора. Также важное значение имеет фазировка, если в одну цепь подсоединяется одновременно несколько приборов параллельно.

Чтобы не было тяжелых потерь мощности фазы обязаны быть правильно соединены между собой с образованием замкнутого контура. При несовпадении фаз начнет расти нагрузка и падать мощность.

Может случиться короткое замыкание.
Важно!

Обращаете внимание на фото, как смотрится самый простой вид блока питания.
Преобразователь электрической энергии – электромагнитный аппарат. Увеличивает либо уменьшает напряжение электрического тока.

Он лишен подвижных частей. Значит, считается статическим. По размеру бывает с трехэтажное здание либо маленькое, помещаемое в руку.

В составе – сердечник и несколько обмоток с расположением на магнитопроводе. Хотя может содержать всего одну обмотку без сердечника.

Во время работы блока питания срабатывает принцип электромагнитного взаимного действия. Электрический ток подается на первичную обмотку, меняет направление два раза за цикл. Значит, что вокруг обмотки образуется магнитное поле, но за одну секунду пропадает.

Вторичная обмотка – проводник электромагнитного взаимного действия. Там же индуцируется напряжение.
Разумеется, типичному человеку трудно понять конструкцию, назначение прибора.

Для познания можно просто разобрать, прозвонить, подключить или демонтировать дома.