Thiết kế của một máy biến áp điển hình rất đơn giản. Nó gồm một lõi thép, hai cuộn dây có dây quấn. Một cuộn dây được gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây thứ hai - thứ cấp. Sự xuất hiện của hiệu điện thế xoay chiều (U1) và dòng điện (I1) trong cuộn dây đầu tiên tạo thành từ thông trong lõi của nó. Nó tạo ra EMF trực tiếp trong cuộn thứ cấp, không được kết nối với mạch và có cường độ năng lượng bằng 0.
Nếu mạch được kết nối và xảy ra tiêu thụ, điều này dẫn đến cường độ dòng điện trong cuộn đầu tiên tăng theo tỷ lệ thuận. Mô hình liên lạc giữa các cuộn dây như vậy giải thích quá trình biến đổi và phân phối lại năng lượng điện, được đưa vào tính toán của máy biến áp. Vì tất cả các vòng của cuộn thứ hai được mắc nối tiếp, nên tổng hiệu ứng của tất cả EMF xuất hiện ở hai đầu của thiết bị sẽ thu được.
Máy biến áp được lắp ráp sao cho điện áp rơi ở cuộn dây thứ hai là một phần nhỏ (lên đến 2 - 5%), điều này cho phép chúng ta giả định rằng U2 và EMF bằng nhau ở hai đầu của nó. Số lượng U2 sẽ nhiều hơn / ít hơn bằng hiệu số giữa số vòng của cả hai cuộn dây - n2 và n1.
Sự phụ thuộcgiữa số lớp dây gọi là tỉ số biến đổi. Nó được xác định theo công thức (và được ký hiệu bằng chữ K), cụ thể là: K=n1 / n2=U1 / U2=I2 / I1. Thường thì chỉ số này trông giống như một tỷ số của hai con số, ví dụ 1:45, cho thấy rằng số vòng của một trong các cuộn dây ít hơn 45 lần so với số vòng của cuộn dây kia. Tỷ lệ này giúp ích trong việc tính toán máy biến dòng.
Lõi kỹ thuật điện được sản xuất theo hai loại: hình chữ W, bọc thép, với sự phân nhánh của từ thông thành hai phần và hình chữ U - không có sự phân chia. Để giảm tổn thất có thể xảy ra, thanh không được làm rắn mà được tạo thành từ các lớp thép mỏng riêng biệt, được cách nhiệt với nhau bằng giấy. Phổ biến nhất là loại hình trụ: một cuộn sơ cấp được áp dụng cho khung, sau đó các quả cầu bằng giấy được gắn vào và một lớp dây thứ cấp được quấn bên trên.
Việc tính toán máy biến áp có thể gây ra một số khó khăn, nhưng các công thức đơn giản dưới đây sẽ hỗ trợ một nhà thiết kế nghiệp dư. Trước tiên, cần phải xác định các mức điện áp và dòng điện riêng lẻ cho từng cuộn dây. Công suất của mỗi chúng được tính: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, trong đó P2, P3, P4 là công suất (W) tăng lên bởi cuộn dây; I2, I3, I4 - cường độ hiện tại (A); U2, U3, U4 - điện áp (V).
Để thiết lập tổng công suất (P) trong tính toán của máy biến áp, bạn cần nhập tổng các chỉ số của từng cuộn dây, sau đó nhân với hệ số 1,25, có tính đến tổn thất: P=1,25 (P2 + P3 + P4 +…). Nhân tiện,giá trị của P sẽ giúp tính toán tiết diện của lõi (tính bằng cm vuông): Q \u003d 1,2hình vuông ngắn P
Sau đó làm theo quy trình xác định số vòng dây n0 trên 1 vôn theo công thức: n0=50 / Q. Kết quả là, số vòng của các cuộn dây được tìm ra. Đầu tiên, có tính đến tổn thất điện áp trong máy biến áp, nó sẽ bằng: N1=0,97n0U1Phần còn lại: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… Đường kính của dây dẫn của bất kỳ cuộn dây nào có thể được tính theo công thức: d=0,7bình phương ngắn 1 trong đó I là cường độ dòng điện (A), d là đường kính (mm).
Tính toán máy biến áp cho phép bạn tìm cường độ hiện tại từ tổng công suất: I1=P / U1. Kích thước của các tấm trong lõi vẫn chưa được biết. Để tìm được nó, cần tính diện tích cuộn dây trong cửa sổ lõi: Sm=4 (d1 (sq.)N1 + d2 (sq.)N2 + d3 (sq.)N3 +…), trong đó Sm là diện tích (tính bằng mm vuông), tất cả các cuộn dây trong cửa sổ; d1, d2, d3 và d4 - đường kính dây (mm); n1, n2, n3 và n4 là số lượt. Sử dụng công thức này, mô tả sự không đồng đều của cuộn dây, độ dày của lớp cách điện dây, diện tích bị chiếm bởi khung trong khe hở của cửa sổ lõi được mô tả. Theo diện tích thu được, một kích thước tấm đặc biệt được chọn để đặt cuộn dây tự do trong cửa sổ của nó. Và điều cuối cùng bạn cần biết là độ dày của bộ lõi (b), được tính theo công thức: b \u003d (100Q) / a, trong đó a là chiều rộng của tấm giữa (tính bằng mm); Q - tính bằng sq. xem Điều khó nhất trong phương pháp này là tính toán máy biến áp (đây là việc tìm kiếm phần tử thanh có kích thước phù hợp).
