Einphasen-Wechselstrom ist ein Verfahren zur Übertragung von Wechselstrom über zwei Leiter. Da die Energieübertragungseffizienz im Vergleich zu Dreiphasen-Wechselstrom gering ist, wird sie nicht als Verfahren zur Hochspannungsenergieübertragung und -verteilung verwendet und hauptsächlich zur Übertragung von elektrischer Niederspannungsenergie (Niederspannungsleitungen). ).
Nicht alle elektrischen Systeme sind für den Betrieb mit der gleichen Stromart ausgelegt, sodass es manchmal erforderlich ist, den Strom umzuwandeln. Ein elektrischer Transformator ist eine Maschine, die es ermöglicht, einige Parameter des elektrischen Stroms wie die Intensität und Spannung eines Stromkreises zu ändern, ohne die Leistung und Frequenz zu verändern.
Was ist ein Einphasentransformator?
Ein Einphasentransformator ist ein Gerät zum Ändern der Parameter eines Einphasenwechselstroms. Die Stromein- und -ausgabe erfolgt mit Einphasen-Wechselstrom.
Diese Arten von elektrischen Transformatoren ermöglichen es, die Spannung auf einen geeigneten Wert für die Verwendung in anderen Geräten zu reduzieren, ohne die Frequenz zu verändern. Physikalisch besteht es aus einem magnetischen Eisenkern, der als magnetisches Bauteil fungiert, und einem elektrischen Teil, der aus einer Kupferwicklung besteht.
Wofür wird ein Einphasentransformator verwendet?
Um Wärmeverluste beim Transport von Energie über lange Distanzen zu reduzieren, muss die Reibung des elektrischen Stroms durch Hochspannungskabel reduziert werden. Das heißt, um den Widerstandsabfall zu kompensieren, muss der Strom nach dem Ohmschen Gesetz erhöht werden.
Dieser Strom muss jedoch wieder transformiert werden, damit er in unseren Häusern genutzt werden kann. Leistungstransformatoren sind die Geräte, die die Spannung auf die von uns benötigte Spannung herabsetzen.
Einphasentransformatoren werden auch als Spannungsstabilisatoren eines elektrischen Geräts verwendet. Wenn die Nennspannung in einer Primärwicklung erreicht ist, geht der Kern in Sättigung und die Sekundärwicklung bleibt erhalten.
In der Industrie werden Einphasentransformatoren in den meisten Prozessen verwendet, die durch einen Magnetfeldkreis gebildet werden, der Energie benötigt, um unverändert zu bleiben oder einen Kreis zu isolieren.
Einige Beispiele für industrielle Anwendungen, in denen Einphasentransformatoren eine wichtige Bedeutung haben, sind:
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Produktion und Herstellung von elektronischen Geräten.
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Herstellung von audiovisuellen Geräten wie Fernsehern.
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Lichterzeugung in Einkaufszentren und Sportstätten.
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In städtischen Gebieten werden sie verwendet, um Beleuchtung mit einer niedrigeren Spannung zu erzeugen.
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Öffentliche Beleuchtungssysteme auf Straßen und Siedlungen.
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Um elektrische Systeme zu steuern.
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Zur Übertragung und Verteilung von Elektrizität an andere elektrische Systeme.
Wie funktioniert ein Einphasentransformator?
Ein Einphasentransformator besteht aus zwei Drahtspulen, die um einen Eisenkern gewickelt sind. Eine der beiden Spulen ist die Primärspule, die auch als Induktionsspule bekannt ist, die Sekundärspule ist auch als Induktionsspule bekannt. Wenn es sich um einen Drehstromtransformator handeln würde, würde er aus drei Spulen bestehen.
Das Funktionsprinzip basiert auf dem Faradayschen Gesetz. Nach Faraday hängt die Spannung, die sich in einem geschlossenen Stromkreis entwickelt, von der Geschwindigkeit ab, mit der er sich zeitlich ändert.
Elektrischer Strom tritt durch die Primärwicklung ein, wenn er durch die rotierenden Magnetfelder im Inneren fließt, wird er zu Wechselstrom. Beim Durchgang durch die Wechselspulen und Dioden werden sie schließlich wieder in Gleichstrom umgewandelt.
Wenn beispielsweise die elektrische Eingangsspannung 220 Volt beträgt und die Anzahl der Windungen in der Sekundärspule 200-mal größer ist als die der Primärspule, beträgt ihre Spannung 44.000 Volt.
Da die Beziehung zwischen Leistung, Strom und Spannung gemäß der Leistungsformel P = I * V ist, wäre in einem idealen Transformator die elektrische Leistung in beiden Spulen gleich.
Der Hauptvorteil von Einphasentransformatoren besteht darin, dass Ausgangsspannung und -strom beliebig variiert werden können.
Teile eines Einphasentransformators
Die Hauptteile von Einphasentransformatoren sind:
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Der Kern des Transformators: Normalerweise besteht er aus ferromagnetischem Material und hat die Aufgabe, den elektromagnetischen Fluss aufrechtzuerhalten.
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Der Induktor und die induzierten Spulen: Es ist der leitende Draht, der normalerweise aus Kupfer besteht und in den Kern gewickelt wird. Der Unterschied zwischen Transformatoren basiert auf dem Windungsunterschied zwischen Induktor und Anker. Eine isolierende Schicht, die normalerweise aus Lack besteht, bedeckt die Spulen.
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Stufenschalter oder Stufenschalter: Dies ist ein normalerweise mechanisches Gerät, das geändert werden kann, um die Ausgangsspannung des Transformators zu variieren.
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Belüftungssystem: Dieses System leitet die vom Transformator erzeugte Wärme ab. Der Wirkungsgrad des Transformators ist umgekehrt proportional zu der Wärme, die er erzeugt, wenn er arbeitet.
Eigenschaften eines Einphasentransformators
Die grundlegenden Eigenschaften, die alle elektrischen Transformatoren haben, sind:
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Eingangs- und Ausgangsfrequenz des Trafos sind identisch.
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Sein Betrieb basiert auf dem Faradayschen Gesetz und den Gesetzen der elektromagnetischen Induktion.
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Die Primär- und Sekundärspule haben keine elektrische Verbindung und die Energieübertragung erfolgt durch den magnetischen Fluss.
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Es werden keine beweglichen Teile verwendet, daher keine Reibungsverluste.
