Men varför blir strömmen mindre på primärsidan när man inte har något anslutet till sekundärsidan?
Fyll på min hjärnbank.
Tranformatorer- hur funkar de?
-
JimmyAndersson
- Inlägg: 26586
- Blev medlem: 6 augusti 2005, 21:23:33
- Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
- Kontakt:
-
Mindmapper
- Inlägg: 7122
- Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
- Ort: Jamtland
Varför tar en bil mera bensin när den belastas?
Dum liknelse, men det är lite grann så det är.
I transformatorn så speglas transformeras energin över till sekundärsidan från primärsidan. Som tidigare sagt går det ej utan förluster. Därför blir trafon varm. Om du tar ut 100W på sekundärsidan så får du kanske stoppa in 110W på primärsidan. Om du inte tar ut någon effekt får du ändå magnetiseringsförluster i trafon (kanske en par watt beror en del på trafons uppbyggnad mm.) En del förluster blir det i primärlindningen också. Belastar du mera måste magnetfältet öka och du tar det mera ström.
Eftersom det är strömmens ändringshastighet som bygger upp magnetfältet kan en likström ej överföras i trafon. En likström i lindningen skulle ge upphov till hög ström i lindningen då det bara är trådens låga likströmsresistans R som bestämmer strömmen i det fallet.
Vid växelström bestäms strömmen av kombinationen R och XL som då kallas Z. Samma sak om vi tar en motor motorn drivs runt av magnetfält, Ju mer vi belastar motorn desto mer ström tar den.
Även högtalare är lite samma princip, det behövs inte mycket likström för att bränna upp en högtalare, det vet alla som håller på med ljud.
Enkelt sagt, och absolut inte heltäckande.
Edit: När du spänningssätter en trafo eller motor blir det en strömrusning tills magnetfältet byggts upp Edit2 och tranformatorkärnan magnetiserats.
Dum liknelse, men det är lite grann så det är.
I transformatorn så speglas transformeras energin över till sekundärsidan från primärsidan. Som tidigare sagt går det ej utan förluster. Därför blir trafon varm. Om du tar ut 100W på sekundärsidan så får du kanske stoppa in 110W på primärsidan. Om du inte tar ut någon effekt får du ändå magnetiseringsförluster i trafon (kanske en par watt beror en del på trafons uppbyggnad mm.) En del förluster blir det i primärlindningen också. Belastar du mera måste magnetfältet öka och du tar det mera ström.
Eftersom det är strömmens ändringshastighet som bygger upp magnetfältet kan en likström ej överföras i trafon. En likström i lindningen skulle ge upphov till hög ström i lindningen då det bara är trådens låga likströmsresistans R som bestämmer strömmen i det fallet.
Vid växelström bestäms strömmen av kombinationen R och XL som då kallas Z. Samma sak om vi tar en motor motorn drivs runt av magnetfält, Ju mer vi belastar motorn desto mer ström tar den.
Även högtalare är lite samma princip, det behövs inte mycket likström för att bränna upp en högtalare, det vet alla som håller på med ljud.
Enkelt sagt, och absolut inte heltäckande.
Edit: När du spänningssätter en trafo eller motor blir det en strömrusning tills magnetfältet byggts upp Edit2 och tranformatorkärnan magnetiserats.
Impedansen (och därmed strömmen) hos/i transformatorns primärsida kan ses som en funktion av den magnetiska kopplingen mellan primär- och sekundärspolen samt strömuttaget på sekundärsidan. Plockar man inte någon ström så går det inte mer än lite tomgångsström i primärsidan som leder till lite förlusteffekt...
-
Mindmapper
- Inlägg: 7122
- Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
- Ort: Jamtland
Det är bara samma sak om det är fråga om effekt som utvecklas i en resistans (när ström och spänning är i fas.
Du kan läsa här. Vad det ställer till när du har skenbar effekt.
http://elektronikforumet.com/forum/view ... hp?t=19023
Du kan läsa här. Vad det ställer till när du har skenbar effekt.
http://elektronikforumet.com/forum/view ... hp?t=19023
Kopplar man in en ideell induktans/drossel (dvs utan inre resistans) på 73 mH eller ideell kondensator på 138.4 uF direkt till eluttaget så kommer dom att dra 10 ampere utan att dra så mycket som en milliWatt på elmätaren (förutom för värmen som bildas av strömmen i ledningarna mellan kondensatorn/drosseln och elmätaren).
Skenbara effekten i VA är 2300 VA, reella effekten är 0 Watt.
tittar man i oscilloskop så ser man att strömmen går före (kapacitans) respektive släpar efter (induktans) spänningen med exakt 90 grader.
Detta är extremfallen på reaktiv last. Verkligetens elmotorer och drosslade lysrör är en blandning av induktans och resistans. Genom angiven effektfaktor (skriven ofta som 'cos(fi)= 0.35' på apparatens märkplåt) så anger man hur mycket av den skenbara effekten (eng. apparent power) som är reella effekten, dvs de som gör nyttig arbete eller bildar värme.
titta på effekttriangeln här:
http://en.wikipedia.org/wiki/AC_power#R ... rent_power
Matematiken är inte lättbegripligt på wikipedian, så här kommer några formler:
variabelbetekningar:
P = aktiv effekt, Watt
Q = reaktiv effekt, VAr
S = skenbar effkt , VA
I = ström, A
U = spänning, Volt
X = reaktans, Ohm
R = resistans, Ohm
Z = komplex impedans, Ohm (+ vinkel eller i R+jX)
f = frekvens, Hertz
ω = vinkelfrekvens, rad/sek = 2 *PI*f
C = kapacitans, Farad
L = Induktans, Henry
fi = fasvinkel mellan ström och spänning
Formler för effektriangeln:
S^2 = P^2 + Q^2 (pythagoras sats)
P = S * cos(fi)
Q = S * sin(fi)
Effekt i impedans:
P = RI^2 = UI*cos(fi)
Q = XI^2 = UI*sin(fi)
S = ZI^2 = UI = U^2 / Z
cos(fi) = P/S = R/Z = P / (U*I)
S = P gäller endast vid helt resistiva laster.
Beräkna reaktans:
Kapacitans:
Xc = 1/(2*PI*f*C) i Ohm
Induktans:
Xl = 2*PI*L*f i Ohm
tan(fi) = R/X
---
Förlustvinkel - godhetstal:
sigma= förlustvinkel
fi = vinkel (samma som tidigare använt i cos(fi))
sigma = |(PI/2) - fi| = |90 grader - fi|
DF = (R/Xc) × 100% = R/(1/ωC) × 100% = ωRC × 100%
DF = tan(sigma) = 1/Q; Q = Q-värde - godhetstal, ej att förväxla med Q i effektriangeln
När det gäller 'DF' så är det en jäkla röra då det ibland anges som procentsats dvs. hur många procent av effekten förloras till värme, men tex. när det gäller dielectrisk förlust vid höga frekvenser på isoleringar så är det en konstant som inte noteras i procentform...
Skenbara effekten i VA är 2300 VA, reella effekten är 0 Watt.
tittar man i oscilloskop så ser man att strömmen går före (kapacitans) respektive släpar efter (induktans) spänningen med exakt 90 grader.
Detta är extremfallen på reaktiv last. Verkligetens elmotorer och drosslade lysrör är en blandning av induktans och resistans. Genom angiven effektfaktor (skriven ofta som 'cos(fi)= 0.35' på apparatens märkplåt) så anger man hur mycket av den skenbara effekten (eng. apparent power) som är reella effekten, dvs de som gör nyttig arbete eller bildar värme.
titta på effekttriangeln här:
http://en.wikipedia.org/wiki/AC_power#R ... rent_power
Matematiken är inte lättbegripligt på wikipedian, så här kommer några formler:
variabelbetekningar:
P = aktiv effekt, Watt
Q = reaktiv effekt, VAr
S = skenbar effkt , VA
I = ström, A
U = spänning, Volt
X = reaktans, Ohm
R = resistans, Ohm
Z = komplex impedans, Ohm (+ vinkel eller i R+jX)
f = frekvens, Hertz
ω = vinkelfrekvens, rad/sek = 2 *PI*f
C = kapacitans, Farad
L = Induktans, Henry
fi = fasvinkel mellan ström och spänning
Formler för effektriangeln:
S^2 = P^2 + Q^2 (pythagoras sats)
P = S * cos(fi)
Q = S * sin(fi)
Effekt i impedans:
P = RI^2 = UI*cos(fi)
Q = XI^2 = UI*sin(fi)
S = ZI^2 = UI = U^2 / Z
cos(fi) = P/S = R/Z = P / (U*I)
S = P gäller endast vid helt resistiva laster.
Beräkna reaktans:
Kapacitans:
Xc = 1/(2*PI*f*C) i Ohm
Induktans:
Xl = 2*PI*L*f i Ohm
tan(fi) = R/X
---
Förlustvinkel - godhetstal:
sigma= förlustvinkel
fi = vinkel (samma som tidigare använt i cos(fi))
sigma = |(PI/2) - fi| = |90 grader - fi|
DF = (R/Xc) × 100% = R/(1/ωC) × 100% = ωRC × 100%
DF = tan(sigma) = 1/Q; Q = Q-värde - godhetstal, ej att förväxla med Q i effektriangeln
När det gäller 'DF' så är det en jäkla röra då det ibland anges som procentsats dvs. hur många procent av effekten förloras till värme, men tex. när det gäller dielectrisk förlust vid höga frekvenser på isoleringar så är det en konstant som inte noteras i procentform...
Senast redigerad av xxargs 10 juli 2007, 01:58:01, redigerad totalt 2 gånger.
Strömmen begränsas av induktansen i trafon när den går på tomgång, vad som händer när det börja gå ström på sekundärsidan är att den bildar en motmagnetfält som försöker hindra magnetvariationerna drivna från primärspolen, induktansen går ned och primärspolen svarar med att släppa igenom mera ström i sin lindning och tvingar på så sätt så att samma magnetfältsvariationerr upprättshålls igen som tidigare.dude skrev:känns ändå som att det borde vara i en likströmskrets utan motstånd...att det går en massa ampere i ledningen utan motstånd.kortis.Mindmapper skrev:Varför tar en bil mera bensin när den belastas?
Dum liknelse, men det är lite grann så det är.
och mindre ampere med motstånd...
transformator överför energi mellan spolarna genom att försöka hindra varandras magnetfältsändring - och för kunna göra detta så måste det flöda ström i lindningarna - tillåts det inte pga. avbrott och högresistiv last på tex sekundärslingan så kan inte sekundärlindningen påverka primärlindningens magnetfältsvariationer och därmed dess ström...
Magnetfältsvariationerna genom järnkärnan ökar alltså _inte_ ens om transformatorn går på full belastning eller ens vid kortis - utan minskar pga. ökande resistiva spänningsfallet i lindningarna pga. högre ström...
En vägvårtas transformator skulle kunna öveföra en hel kärnkraftsverks effekt om dess lindningar var helt förlustfria...
Att en transformator växer i storlek med ökad VA-kapacitet beror helt på värmebildningen i kopparlindningar och järnkärna, man ökar på järnkärnans area för att få färre varv lindningar så att det kan göras grövre för att kunna hantera mer ström etc.
-
bengt-re
- EF Sponsor
- Inlägg: 4829
- Blev medlem: 4 april 2005, 16:18:59
- Skype: bengt-re
- Ort: Söder om söder
- Kontakt:
Japp - det är kärnans mättning som avgör hur mycket effekt som kan köra igenom en trafo, men det finns ett knep - höjer man frekvensen så är det mindre energi som måste lagras per period oc då kan man öka uttagen effekt. I princip så råder ett linjärt samband mellan möjlig överförd effekt och frekevensen på strömmen. Nu stämmer inte detta riktigt eftersom de material som kan lagra mest energi innan mättning tyvärr inte fungerar alls vid höga frekvenser, och dessutom ökar resestiva förluster på grund av skinn-effekt hos tråden (går att motverka med litz-tråd) samt att hysteres och virvelströmmsförluster ökar. För att stöka till det ännu mer så finns ett fenomen som heter resonansförluster.
Hysteresförlusterna är ungefär proportionella mot frekvensen
Virvelströmsförlusterna är propotionella mot f kvadrat
Resestiva förluster på grund av skinn-effekt är halvknepiga(jag vet iaf inte hur man räknar på det) att räkna fram men ökar med ökad frekvens och brukar bli påtagliga vid frekvenser över 40kHz. Det yttrar sig som om att tvärsnittsarean minskar och resistansen i lindningen ökar vilket givetvis höjer förlusterna.
resonansförlusterna är frekvensberoende, men helt materialberoende och uppvisar en topp vid den frekvens där ferromagnetiska resonansen är som strörst i aktuellt material - detta går bara utläsa ut tabeller.
Hysteresförlusterna är ungefär proportionella mot frekvensen
Virvelströmsförlusterna är propotionella mot f kvadrat
Resestiva förluster på grund av skinn-effekt är halvknepiga(jag vet iaf inte hur man räknar på det) att räkna fram men ökar med ökad frekvens och brukar bli påtagliga vid frekvenser över 40kHz. Det yttrar sig som om att tvärsnittsarean minskar och resistansen i lindningen ökar vilket givetvis höjer förlusterna.
resonansförlusterna är frekvensberoende, men helt materialberoende och uppvisar en topp vid den frekvens där ferromagnetiska resonansen är som strörst i aktuellt material - detta går bara utläsa ut tabeller.
-
JimmyAndersson
- Inlägg: 26586
- Blev medlem: 6 augusti 2005, 21:23:33
- Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
- Kontakt:
Utstyrningen av magnetflödet är ganska konstant (runt 1.2 tesla/m^2 för laminerad kiseljärn) med något minskande med större järnkärnor just för att förlustern skall bli mindre per volymdel. Volymen ökar i kubik medans ytan som kan avge värme ökar i kvadrat ungefär - bra för däggjur som behöver mindre mat per kg kropp ju större dom är, men inte alls bra när man skall kyla trafo...$tiff skrev:>> xxargs
man ökar på järnkärnans area för att få färre varv lindningar så att det kan göras grövre för att kunna hantera mer ström etc.
Man ökar äver kärnans (tvärsnitts)area för att hindra mättning?
Det man är ute efter är att få högre induktans för att klara sig med färre lindningsvarv för viss given induktans och på så sätt få in större areor i ledarna. Detta är en delikat balansgång mellan lindningens förluster och järnkärnans förluster, vikt, storlek. och i regel föröker man balansera så att järnkärnans förlust är ungefär samma som lindningens förlust.
Det finns specialtrafon med annan prioritering med mycket stora kärnor relatera effekten som hanteras, den ena är strömtrafos där man vill ha så lite magnetisk variation det bara går i järnkärnan (för mätnogranhet) och andra där den går olastad 99.99% av tiden (som ringklocketrafo) där man vill ha så hög induktans det bara går för att få ned tomgångsströmmen och därmed dess förluster så mycket som möjligt.
Svetstransformatorer går däremot överlastade och klarar bara intermentent drift, Dessutom är en del byggda för varierande kopplingsgrad mellan primär och sekundär (shuntning av magnetfält mellan primär och sekundärspole) så att man får strömgeneratorbeteende (dvs. ungefä lika mycket ström oavsett om svetsbågen är på 6 Volt eller 40 Volt...) - det är därför som många av dessa har en stor mekanisk vred på framsidan för att helt enkelt flytta på en massa järn och ändra magnetkretsloppet inne i trafon och den vägen ställa strömmen.
