Kaip veikia elektrinis autotransformatorius?
Autotransformatoriaus technologija
Kai į pirminę autotransformatoriaus pusę tiekiama kintamoji srovė (AC), apvijoje sukuriamas magnetinis laukas. Šis magnetinis laukas indukuoja įtampą apvijoje, kuri vėliau perkeliama į antrinę pusę. Pirminė ir antrinė autotransformatoriaus pusės dalijasi apvijos dalimi. Įtampa transformuojama pagal apsisukimų skaičių tarp pirminės ir antrinės pusės. Bakstelėdamas skirtingas apvijos dalis, autotransformatorius gali reguliuoti įtampos santykį.
Pavyzdys: jei pirminėje pusėje yra dvigubai daugiau apsisukimų nei antrinėje pusėje, antrinė įtampa bus pusė pirminės įtampos.
Žemesnio veikimo atveju pirminė pusė yra prijungta prie aukštesnės įtampos čiaupo, o antrinė - prie žemesnės įtampos čiaupo. Tai sumažina antrinės pusės įtampą, palyginti su pirmine puse.
Autotransformatorių technologijos privalumai
Autotransformatorius turi tam tikrų pranašumų, palyginti su tradiciniu transformatoriumi. Paprastai jis yra efektyvesnis, nes galia perduodama tiesiogiai tarp pirminės ir antrinės pusės per bendrą apviją. Be to, jis paprastai yra mažesnis, lengvesnis ir pigesnis nei įprastas transformatorius su atskiromis apvijomis pirminei ir antrinei pusėms. Dėl bendros apvijos tarp pirminės ir antrinės pusės nėra galvaninės izoliacijos. Tarp pirminės ir antrinės pusės yra tiesioginis elektros ryšys, o tai reiškia, kad jei gedimas įvyksta vienoje pusėje, jis gali paveikti kitą pusę.
Elektromagnetinė indukcija
Elektros transformatoriai naudoja elektromagnetinę indukciją elektros energijai perduoti tarp skirtingų įtampos lygių. Autotransformatorius susideda iš bendros apvijos, kuri tarnauja kaip pirminė ir antrinė apvija. Apvija yra padalinta į skirtingas dalis, o kiekviena sekcija yra prijungta prie išėjimo
Elektromagnetinė indukcija yra reiškinys, per kurį kintantis magnetinis laukas indukuoja elektros srovę laidininke. Pirmą kartą jį atrado Michaelas Faradėjus XIX amžiaus pradžioje ir yra pagrindinis elektromagnetizmo principas. Pagal Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnį, pasikeitus magnetiniam laukui per laidininką, laidininke indukuojama elektrovaros jėga (EMF). Šis sukeltas EML sukelia elektros srovės generavimą, jei yra uždaras laidumo kelias. Elektromagnetinės indukcijos procesą galima apibendrinti taip:
- Kintantis magnetinis laukas: Kai magnetinis laukas, einantis per laidininką, keičia stiprumą arba kryptį, sukuria kintantį magnetinį srautą.
- Sukeltas EML: kintantis magnetinis srautas per laidininką sukelia elektrovaros jėgą (EMF) arba įtampą per laidininką. EML yra proporcingas magnetinio srauto kitimo greičiui.
- Elektros srovė: jei laidininkas sudaro uždarą kilpą arba yra prijungtas prie visos grandinės, sukeltas EML sukelia elektros krūvių tekėjimą, dėl kurio susidaro elektros srovė.