ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క పరికరం మరియు ఆపరేషన్ సూత్రం

ఒక పరిమాణంలోని విద్యుత్ వోల్టేజ్‌ను మరొక పరిమాణంలోని విద్యుత్ వోల్టేజ్‌గా మార్చడానికి, అంటే విద్యుత్ శక్తిని మార్చడానికి, ఉపయోగించండి విద్యుత్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు.

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌ను ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌గా మాత్రమే మార్చగలదు, కాబట్టి డైరెక్ట్ కరెంట్‌ని పొందేందుకు, అవసరమైతే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ నుండి ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ సరిదిద్దబడుతుంది. ఈ ప్రయోజనం కోసం వారు సేవ చేస్తారు రెక్టిఫైయర్లు.

ఒక విధంగా లేదా మరొక విధంగా, ప్రతి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ (అది వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్, కరెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లేదా పల్స్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ కావచ్చు) విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం కారణంగా పనిచేస్తుంది, ఇది ప్రత్యామ్నాయ లేదా పల్స్ కరెంట్‌తో దాని మొత్తం కీర్తిలో వ్యక్తమవుతుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ పరికరం

దాని సరళమైన రూపంలో, సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ మూడు ప్రధాన భాగాలను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది: ఫెర్రో అయస్కాంత కోర్ (మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్), అలాగే ప్రాథమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్‌లు. సూత్రప్రాయంగా, ఒక ట్రాన్స్ఫార్మర్ రెండు కంటే ఎక్కువ వైండింగ్లను కలిగి ఉంటుంది, కానీ వాటిలో కనీసం రెండు. కొన్ని సందర్భాల్లో, ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క పనితీరు ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క మలుపులలో కొంత భాగం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది (Fig. ట్రాన్స్ఫార్మర్ల రకాలు), కానీ ఇటువంటి పరిష్కారాలు సాధారణ వాటితో పోలిస్తే చాలా అరుదు.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రధాన భాగం ఫెర్రో అయస్కాంత కోర్. ట్రాన్స్ఫార్మర్ పనిచేస్తున్నప్పుడు, మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం ఫెర్రో అయస్కాంత కోర్లో ఉంటుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్లో మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క మూలం ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ సెకండరీ వైండింగ్ వోల్టేజ్

ప్రతి విద్యుత్ ప్రవాహం అయస్కాంత క్షేత్రంతో కూడి ఉంటుందని తెలుసు; తదనుగుణంగా, ఒక ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఒక ఆల్టర్నేటింగ్ (పరిమాణం మరియు దిశలో మారుతున్న) అయస్కాంత క్షేత్రంతో కలిసి ఉంటుంది.

అందువలన, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక మూసివేతకు ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాన్ని సరఫరా చేయడం ద్వారా, మేము ప్రాధమిక వైండింగ్ కరెంట్ యొక్క మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని పొందుతాము. కాబట్టి అయస్కాంత క్షేత్రం ప్రధానంగా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ కోర్‌లో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది, ఈ కోర్ అధిక అయస్కాంత పారగమ్యత కలిగిన పదార్థంతో తయారు చేయబడింది, గాలి కంటే వేల రెట్లు ఎక్కువ, కాబట్టి ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క అయస్కాంత ప్రవాహం యొక్క ప్రధాన భాగం గాలి ద్వారా కాకుండా కోర్ లోపల ఖచ్చితంగా మూసివేయబడింది.

అందువలన, ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రం ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోర్ యొక్క వాల్యూమ్లో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది, ఇది ఒక నిర్దిష్ట ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ప్రయోజనం ఆధారంగా ట్రాన్స్ఫార్మర్ స్టీల్, ఫెర్రైట్ లేదా ఇతర తగిన పదార్థంతో తయారు చేయబడింది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ దాని ప్రాథమిక వైండింగ్తో ఒక సాధారణ కోర్లో ఉంది. అందువల్ల, ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క మలుపులను కూడా చొచ్చుకుపోతుంది.

ఎ విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం సమయం మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం దాని చుట్టూ ఉన్న ప్రదేశంలో మారుతున్న విద్యుత్ క్షేత్రానికి కారణమవుతుంది. మరియు మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం చుట్టూ ఈ ప్రదేశంలో రెండవ కాయిల్ వైర్ ఉన్నందున, ప్రేరేపిత ఆల్టర్నేటింగ్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ ఈ వైర్ లోపల ఛార్జ్ క్యారియర్‌లపై పనిచేస్తుంది.

ఈ విద్యుత్ క్షేత్ర చర్య ద్వితీయ కాయిల్ యొక్క ప్రతి మలుపుతో EMFని కలిగిస్తుంది. ఫలితంగా, ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క టెర్మినల్స్ మధ్య ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ వోల్టేజ్ కనిపిస్తుంది. కనెక్ట్ చేయబడిన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ లోడ్ కానప్పుడు, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఖాళీగా ఉంటుంది.

లోడ్ కింద ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఆపరేషన్

ఒక నిర్దిష్ట లోడ్ ఆపరేటింగ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సెకండరీ వైండింగ్కు అనుసంధానించబడి ఉంటే, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క మొత్తం ద్వితీయ సర్క్యూట్లో లోడ్ ద్వారా కరెంట్ పుడుతుంది.

ఈ కరెంట్ దాని స్వంత అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది లెంజ్ చట్టం ప్రకారం, "కారణాన్ని కలిగించే కారణాన్ని" వ్యతిరేకించే దిశను కలిగి ఉంటుంది. ఏ సమయంలోనైనా ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క కరెంట్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క పెరుగుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని తగ్గిస్తుంది లేదా అది తగ్గినప్పుడు ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రానికి మద్దతు ఇస్తుంది, ఇది ఎల్లప్పుడూ అయస్కాంతాన్ని సూచిస్తుంది ప్రాధమిక కాయిల్ యొక్క ఫీల్డ్.

అందువలన, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ లోడ్ అయినప్పుడు, దాని ప్రాధమిక వైండింగ్లో బ్యాక్ EMF ఏర్పడుతుంది, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్ను సరఫరా నెట్వర్క్ నుండి మరింత కరెంట్ డ్రా చేయడానికి బలవంతం చేస్తుంది.

పరివర్తన కారకం

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లోడ్‌లో పనిచేస్తున్నప్పుడు దాని ఇన్‌పుట్ U1 మరియు అవుట్‌పుట్ U2 వోల్టేజ్‌లు మరియు ఇన్‌పుట్ I1 మరియు అవుట్‌పుట్ I2 ప్రవాహాల మధ్య నిష్పత్తిని ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక N1 మరియు ద్వితీయ N2 వైండింగ్‌ల మలుపుల నిష్పత్తి నిర్ణయిస్తుంది. ఈ నిష్పత్తి అంటారు ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క పరివర్తన నిష్పత్తి:

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ కిందికి దిగితే ట్రాన్స్‌ఫార్మేషన్ ఫ్యాక్టర్ ఒకటి కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ పైకి లేస్తే ఒకటి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్

వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ అనేది ఒక రకమైన స్టెప్-డౌన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్, ఇది తక్కువ-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్‌ల నుండి అధిక-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్‌లను గాల్వానికల్‌గా వేరుచేయడానికి రూపొందించబడింది.

సాధారణంగా, అధిక వోల్టేజ్ విషయానికి వస్తే, అవి 6 కిలోవోల్ట్‌లు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ (వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్‌పై), మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ అంటే 100 వోల్ట్ల క్రమంలో (సెకండరీ వైండింగ్‌పై) విలువలు.

ఇటువంటి ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఒక నియమం వలె ఉపయోగించబడుతుంది, కొలత ప్రయోజనాల కోసం… ఇది కిందికి దిగుతుంది, ఉదాహరణకు, విద్యుత్ లైన్ యొక్క అధిక వోల్టేజ్‌ని కొలవడానికి అనుకూలమైన తక్కువ వోల్టేజ్‌కి పంపుతుంది, అయితే అధిక వోల్టేజ్ సర్క్యూట్ నుండి కొలత, రక్షణ, నియంత్రణ సర్క్యూట్‌లను గాల్వానికల్‌గా వేరు చేయగలదు. ఈ రకమైన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు సాధారణంగా నిష్క్రియ మోడ్‌లో పనిచేస్తాయి.

ప్రాథమికంగా ఏదైనా వోల్టేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ అని పిలుస్తారు పవర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్విద్యుత్ శక్తిని మార్చడానికి ఉపయోగిస్తారు.

ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్

ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో, ప్రాథమిక వైండింగ్, సాధారణంగా ఒక మలుపు మాత్రమే ఉంటుంది, ఇది ప్రస్తుత మూల సర్క్యూట్‌తో సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ఈ మలుపు సర్క్యూట్ వైర్ యొక్క విభాగం కావచ్చు, ఇక్కడ కరెంట్ కొలవాలి.

వైర్ కేవలం ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోర్ యొక్క విండో గుండా వెళుతుంది మరియు ఈ ఒక్క మలుపుగా మారుతుంది-ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క మలుపు. అనేక మలుపులు కలిగిన దాని ద్వితీయ వైండింగ్, తక్కువ అంతర్గత నిరోధకత కలిగిన కొలిచే పరికరానికి కనెక్ట్ చేయబడింది.

పవర్ సర్క్యూట్లలో ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్ విలువలను కొలవడానికి ఈ రకమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్లు ఉపయోగించబడతాయి. ఇక్కడ సెకండరీ వైండింగ్ యొక్క కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ ప్రైమరీ వైండింగ్ (కరెంట్ సర్క్యూట్) యొక్క కొలిచిన కరెంట్‌కి అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి.

విద్యుత్ వ్యవస్థల కోసం రిలే రక్షణ పరికరాలలో ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, అందువల్ల అవి అధిక ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అవి కొలతలను సురక్షితంగా చేస్తాయి, ఎందుకంటే అవి ప్రైమరీ సర్క్యూట్ (సాధారణంగా అధిక వోల్టేజ్ - పదుల మరియు వందల కిలోవోల్ట్‌లు) నుండి కొలిచే సర్క్యూట్‌ను గాల్వానిక్‌గా విశ్వసనీయంగా వేరుచేస్తాయి.

పల్స్ ట్రాన్స్ఫార్మర్

ఈ ట్రాన్స్ఫార్మర్ కరెంట్ (వోల్టేజ్) యొక్క పల్స్ రూపాన్ని మార్చడానికి రూపొందించబడింది. చిన్న పప్పులు, సాధారణంగా దీర్ఘచతురస్రాకారంలో, దాని ప్రాధమిక మూసివేతకు వర్తించబడుతుంది, ట్రాన్స్ఫార్మర్ తాత్కాలిక పరిస్థితుల్లో ఆచరణాత్మకంగా పని చేస్తుంది.

ఇటువంటి ట్రాన్స్ఫార్మర్లు పల్స్ వోల్టేజ్ కన్వర్టర్లు మరియు ఇతర పల్స్ పరికరాలలో, అలాగే ట్రాన్స్ఫార్మర్లను వేరు చేయడంలో ఉపయోగిస్తారు.

50-60 Hz ఫ్రీక్వెన్సీలో పనిచేసే నెట్‌వర్క్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లతో పోలిస్తే పెరిగిన మార్పిడి ఫ్రీక్వెన్సీ (పదుల మరియు వందల కిలోహెర్ట్జ్) కారణంగా పల్స్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల ఉపయోగం అవి ఉపయోగించే పరికరాల బరువు మరియు ధరను తగ్గించడానికి అనుమతిస్తుంది. దీర్ఘచతురస్రాకార పప్పులు, వాటి పెరుగుదల సమయం పల్స్ వ్యవధి కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, సాధారణంగా తక్కువ వక్రీకరణతో రూపాంతరం చెందుతాయి.