Ein Transformator ist ein Gerät, das das Prinzip der elektromagnetischen Induktion nutzt, um Wechselspannung umzuwandeln.Zu seinen Hauptkomponenten gehören Primärspule, Sekundärspule und Eisenkern.
In der Elektronikbranche sieht man oft den Schatten des Transformators, der am häufigsten in der Stromversorgung als Umwandlungsspannung und Isolation verwendet wird.
Kurz gesagt, das Spannungsverhältnis der Primär- und Sekundärspulen ist gleich dem Windungsverhältnis der Primär- und Sekundärspulen.Wenn Sie also unterschiedliche Spannungen ausgeben möchten, können Sie das Windungsverhältnis der Spulen ändern.
Entsprechend den unterschiedlichen Arbeitsfrequenzen von Transformatoren können diese grundsätzlich in Niederfrequenztransformatoren und Hochfrequenztransformatoren unterteilt werden.Im täglichen Leben beträgt die Frequenz des Wechselstroms beispielsweise 50 Hz.Wir bezeichnen Transformatoren, die mit dieser Frequenz arbeiten, als Niederfrequenztransformatoren;Die Arbeitsfrequenz von Hochfrequenztransformatoren kann mehrere zehn bis Hunderte von kHz erreichen.
Das Volumen eines Hochfrequenztransformators ist viel kleiner als das eines Niederfrequenztransformators mit gleicher Ausgangsleistung
Der Transformator ist ein relativ großes Bauteil im Stromkreis.Wenn Sie die Lautstärke verkleinern und gleichzeitig die Ausgangsleistung sicherstellen möchten, müssen Sie einen Hochfrequenztransformator verwenden.Daher werden in Schaltnetzteilen Hochfrequenztransformatoren eingesetzt.
Das Funktionsprinzip von Hochfrequenztransformatoren und Niederfrequenztransformatoren ist das gleiche, beide basieren auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion.Hinsichtlich der Materialien bestehen ihre „Kerne“ jedoch aus unterschiedlichen Materialien.
Der Eisenkern eines Niederfrequenztransformators besteht im Allgemeinen aus vielen Siliziumstahlblechen, während der Eisenkern eines Hochfrequenztransformators aus hochfrequenten magnetischen Materialien (z. B. Ferrit) besteht.(Daher wird der Eisenkern eines Hochfrequenztransformators im Allgemeinen als Magnetkern bezeichnet.)
Im Stromversorgungskreis mit stabilisierter Gleichspannung überträgt ein Niederfrequenztransformator ein Sinuswellensignal.
Im Schaltnetzteil überträgt der Hochfrequenztransformator ein hochfrequentes Rechtecksignal.
Bei Nennleistung wird das Verhältnis zwischen der Ausgangsleistung und der Eingangsleistung des Transformators als Wirkungsgrad des Transformators bezeichnet.Wenn die Ausgangsleistung des Transformators gleich der Eingangsleistung ist, beträgt der Wirkungsgrad 100 %.Tatsächlich existiert ein solcher Transformator nicht, da der Kupferverlust und der Eisenverlust vorhanden sind und der Transformator bestimmte Verluste aufweist.
Was ist Kupferverlust?
Da die Transformatorspule einen bestimmten Widerstand hat, wird ein Teil der Energie in Wärme umgewandelt, wenn der Strom durch die Spule fließt.Da die Transformatorspule mit Kupferdraht umwickelt ist, wird dieser Verlust auch Kupferverlust genannt.
Was ist Eisenverlust?
Der Eisenverlust des Transformators umfasst hauptsächlich zwei Aspekte: Hystereseverlust und Wirbelstromverlust;Der Hystereseverlust bezieht sich darauf, dass, wenn Wechselstrom durch die Spule fließt, magnetische Kraftlinien erzeugt werden, die durch den Eisenkern verlaufen, und Moleküle im Eisenkern aneinander reiben, um Wärme zu erzeugen, wodurch ein Teil der elektrischen Energie verbraucht wird.Da die magnetische Kraftlinie durch den Eisenkern verläuft, erzeugt der Eisenkern auch einen induzierten Strom.Da der Strom wirbelt, wird er auch Wirbelstrom genannt, und Wirbelstromverluste verbrauchen auch etwas elektrische Energie.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Dezember 2022
