Muuntajan avulla voit lisätä jännitettä virran voimakkuuden menetyksen vuoksi tai päinvastoin. Kaikissa tapauksissa sovelletaan energiansäästölakia, mutta osa siitä väistämättä muuttuu lämmöksi. Siksi muuntajan hyötysuhde, vaikka se on yleensä lähellä yhtenäisyyttä, on sitä pienempi.
Ohjeet
Vaihe 1
Muuntaja perustuu ilmiöön, jota kutsutaan sähkömagneettiseksi induktioksi. Kun johdin altistuu muuttuvalle magneettikentälle, tämän johtimen päihin syntyy jännite, joka vastaa tämän kentän muutoksen ensimmäistä johdannaista. Siten kun kenttä on vakio, johtimen päistä ei tule jännitettä. Tämä jännite on hyvin pieni, mutta sitä voidaan lisätä. Tätä varten riittää, että käytetään suoran johtimen sijaan kelaa, joka koostuu halutusta kierrosluvusta. Koska käännökset on kytketty sarjaan, niiden väliset jännitteet lasketaan yhteen. Siksi muiden asioiden ollessa yhtä suuret, jännite on suurempi kuin yksi kierros tai suora johdin niin monta kertaa kuin kierrosten lukumäärä.
Vaihe 2
Voit luoda vuorottelevan magneettikentän eri tavoin. Esimerkiksi magneetin pyörittäminen kelan viereen luo generaattorin. Muuntajassa käytetään tätä varten toista käämiä, jota kutsutaan ensiökääminä, ja siihen kohdistetaan yhden tai toisen muodon jännite. Toisiokäämissä syntyy jännite, jonka muoto vastaa ensiökäämin jännitteen aaltomuodon ensimmäistä johdannaista. Jos ensiökäämin jännite muuttuu sinimuotoisella tavalla, toissijaisessa se muuttuu kosinisella tavalla. Muunnossuhde (ei pidä sekoittaa tehokkuuteen) vastaa käämien kierrosten lukumäärän suhdetta. Se voi olla joko vähemmän tai useampi kuin yksi. Ensimmäisessä tapauksessa muuntaja on alaspäin, toisessa - ylöspäin. Kierrosten lukumäärä volttia kohden (ns. "Kierrosten lukumäärä volttia kohti") on sama kaikille muuntajan käämeille. Tehotaajuusmuuntajien osalta se on vähintään 10, muuten hyötysuhde laskee ja lämmitys kasvaa.
Vaihe 3
Ilman magneettinen läpäisevyys on hyvin alhainen, joten ytimettömiä muuntajia käytetään vain silloin, kun ne toimivat erittäin korkeilla taajuuksilla. Teollisissa taajuusmuuntajissa on käytetty dielektrisellä kerroksella peitettyjä teräslevyjä. Tämän vuoksi levyt ovat sähköisesti eristettyjä toisistaan, eikä pyörrevirtoja tapahdu, mikä voi vähentää tehokkuutta ja lisätä lämmitystä. Suuremmilla taajuuksilla toimivissa kytkentävirtalähteiden muuntajissa tällaisia ytimiä ei voida käyttää, koska kussakin yksittäisessä levyssä voi esiintyä merkittäviä pyörrevirtoja ja magneettinen läpäisevyys on liian suuri. Tässä käytetään ferriittisydämiä - magneettisten ominaisuuksien omaavia dielektrikoita.
Vaihe 4
Muuntajan häviöt, jotka vähentävät sen tehokkuutta, johtuvat sen vaihtelevasta sähkömagneettisesta kentästä, pienistä pyörrevirroista, joita syntyy edelleen ytimessä niiden tukahduttamiseksi toteutetuista toimenpiteistä huolimatta, sekä aktiivisen vastuksen läsnäolosta käämit. Kaikki nämä tekijät, lukuun ottamatta ensimmäistä, johtavat muuntajaan. Käämityksen aktiivisen vastuksen tulisi olla vähäinen verrattuna virtalähteen tai kuorman sisäiseen vastukseen. Siksi mitä suurempi käämityksen virta on ja mitä pienempi jännite sen yli on, sitä paksumpi johdin sitä käytetään.
