Qual è la differenza tra un trasformatore e un autotrasformatore
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Un trasformatore è un dispositivo elettromagnetico che trasmette energia attraverso un campo magnetico. È costituito da due o più avvolgimenti (a volte chiamati bobine) su un nucleo di acciaio, ferro o ferrite, a seconda del numero di fasi, delle tensioni di ingresso e di uscita. La sua caratteristica principale è che il circuito primario e il secondario non sono collegati elettricamente, cioè gli avvolgimenti non hanno contatti elettrici. Questo si chiama isolamento galvanico. E tale connessione delle bobine si chiama induttiva.
Di seguito è riportata la designazione grafica condizionale del trasformatore a due e tre avvolgimenti nello schema elettrico:
Stanno aumentando, diminuendo e dividendo (la tensione di ingresso è uguale alla tensione di uscita). Allo stesso tempo, se si fornisce energia all'avvolgimento secondario del trasformatore step-down - si otterrà una maggiore tensione sugli avvolgimenti primari, la stessa regola funziona anche per l'aumento.
Un autotrasformatore è una delle opzioni per un trasformatore con un avvolgimento avvolto attorno al nucleo in un principio simile al caso precedente. In esso, a differenza della trance ordinaria, i circuiti primario e secondario sono collegati elettricamente. Quindi non fornisce isolamento galvanico. Designazione grafica convenzionale dell'autotrasformatore che vedi sotto:
Gli autotrasformatori hanno una tensione di uscita fissa e sono regolabili. Questi ultimi sono noti a molti con il nome LATR (laboratorio autotrasformatore). Possono anche essere sia in calo che in aumento. In un LATR regolabile, il circuito secondario è collegato a un contatto scorrevole lungo la bobina.
Importante! A causa della mancanza di isolamento galvanico, gli autotrasformatori, per definizione, non possono isolare diversamente da quelli ordinari!
Un'altra differenza è il numero di avvolgimenti dell'autotrasformatore - di solito è uguale al numero di fasi. Di conseguenza, vengono utilizzati dispositivi a avvolgimento singolo per alimentare dispositivi monofase e prodotti a tre avvolgimenti per dispositivi trifase.
Principio di funzionamento
In breve e in parole semplici, considereremo come funziona ogni opzione di esecuzione.
Un trasformatore ha almeno due avvolgimenti: primario e secondario (o diversi). Se il primario è collegato alla rete (o un'altra fonte di corrente alternata), allora la corrente nell'avvolgimento primario crea un flusso magnetico attraverso il nucleo, che penetra nelle spire secondarie, induce una emf in esse. Il principio di funzionamento si basa in particolare sui fenomeni di induzione elettromagnetica Legge di Faraday. Quando la corrente scorre nell'avvolgimento secondario (al carico), anche la corrente nell'avvolgimento primario cambia a causa dell'induzione reciproca. La differenza di tensione tra gli avvolgimenti primario e secondario è determinata dal rapporto dei loro giri (rapporto di trasformazione).
Uп / Ud = n1 / n2
n1, n2 - il numero di giri sul primario e sul secondario.
Parlando di un autotrasformatore, ha un avvolgimento, se ci sono più fasi, lo stesso numero di avvolgimenti. Quando una corrente alternata scorre attraverso di essa, il flusso magnetico che si verifica al suo interno induce un EMF nello stesso avvolgimento. Il suo valore è direttamente proporzionale al numero di giri. Il carico (circuito secondario) è collegato al rubinetto dalle spire. Su un autotrasformatore step-up, l'alimentazione non viene fornita alle estremità dell'avvolgimento, ma a una delle estremità e al rubinetto dalle spire, in contrasto con il trasformatore. Ciò che è stato rappresentato nel diagramma sopra.
Le principali differenze
Per semplificare la comprensione della differenza tra un trasformatore convenzionale e un autotrasformatore, abbiamo raccolto le loro principali differenze in una tabella:
| Trasformatore | Trasformatore automatico | |
| Efficienza | L'efficienza dell'autotrasformatore è maggiore di quella di un convenzionale, soprattutto con una leggera differenza nella tensione di ingresso e di uscita. | |
| Numero di avvolgimenti | Minimo 2 e più a seconda del numero di fasi | 1 o più, pari al numero di fasi |
| Isolamento galvanico | C'è | no |
| Pericolo di scossa elettrica durante l'alimentazione di elettrodomestici | Con una tensione di uscita inferiore a 36 volt - piccola | alto |
| Sicurezza per apparecchi elettrici | alto | Basso, con una rottura della bobina sui giri dopo il colpetto al carico, otterrà tutta la tensione di alimentazione |
| costo del | Elevato consumo di rame e acciaio per nuclei di grandi dimensioni, in particolare per trasformatori trifase | Basso, a causa del fatto che per ogni fase è presente solo 1 avvolgimento, il consumo di rame e acciaio è inferiore |
Ambito di applicazione
I trasformatori vengono utilizzati ovunque - dalle centrali elettriche e sottostazioni progettate per decine e centinaia di migliaia di volt, per alimentare piccoli elettrodomestici. Sebbene gli alimentatori siano stati utilizzati di recente, il loro generatore e trasformatore su un nucleo di ferrite sono anche la base.
Gli autotrasformatori sono utilizzati negli stabilizzatori di tensione domestici. Spesso i LATR vengono utilizzati nei laboratori per testare o riparare dispositivi elettronici. Tuttavia, hanno trovato la loro applicazione nelle reti ad alta tensione, nonché per l'elettrificazione delle ferrovie.
Ad esempio, su ferrovia tali prodotti sono utilizzati in reti 2x25 (due da 25 kilovolt ciascuna). Come nel diagramma sopra, una linea di 50 kV viene posata in aree scarsamente popolate e 25 kV da un autotrasformatore step-down viene fornito al treno elettrico attraverso un filo di contatto. Pertanto, il numero di sottostazioni di trazione e perdite di linea viene ridotto.
Ora sai qual è la differenza fondamentale tra un trasformatore e un autotrasformatore. Per consolidare il materiale, si consiglia di guardare un utile video sull'argomento:
Sicuramente non sai:
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