Определяне на ефективността на трансформатора

Трансформаторът е електрическа машина, чието устройство е предназначено за превръщане на една стойност на променлив ток в друг. Трансформаторите работят променлив ток. Разпределението на тези машини е най-широко, тъй като електроенергията на дълги разстояния трябва да се предава при напрежения, които са много по-високи от нивото, необходимо за захранване на индустрията или за домашна употреба. По този начин използването на трансформатор може да намали загубата на електроенергия по време на предаването и да повиши качеството на процеса. Една от най-важните характеристики на тази машина е ефективността на трансформатора, т.е. коефициент на ефективност. Също така може да се нарече важна характеристика коефициент на трансформация, определена от съотношението на входното напрежение към изходното напрежение.

Трансформаторът обикновено е статично устройство. Един общ трансформатор (и те са от няколко вида) се състои от сърцевина, която се набира от феромагнитни пластини, както и от вторични и първични намотки, които са разположени срещу ядрото. Както вече споменахме, има основни типове трансформатори: подсилване (изходното напрежение е по-голямо от това на входа) и по-ниско (изходното напрежение е по-малко, отколкото на входа). Една от важните работни условия на устройството е една честота на напрежение.

За да се определи ефективността на трансформатора, ние въвеждаме следната нотация:

• P1 - електрическа енергия, който се консумира от трансформатора,
• P2 - изходна мощност,
• PL е загубата на мощност.

В този случай законът за икономия на енергия има формата: P1 = P2 + PL. С използването на тези обозначения е лесно да се извлече формулата за ефективност на трансформатора. Формула за ефективност ще има следната форма: n = P2 / P1 = (P1-PL) / P1 = 1 PL / P1. Както можете да видите, тя може да бъде представена в няколко варианта. Последната формула показва, че ефективността на трансформатора не може да бъде по-голяма от 1 (т.е. невъзможно е да се получи коефициент на ефективност, над сто процента). Това е разбираемо.

Правилното изчисляване на ефективността на трансформатора е по-сложен въпрос, отколкото изглежда на пръв поглед. При проектиране и разработване на схеми и цялостния дизайн на трансформатор или серия от трансформатори от определен тип, инженерите по дизайн често са изправени пред определени проблеми. Например, за да се намалят разходите за трансформатор, трябва да се сведе до минимум консумацията на материали. От друга страна, за да се направи устройството по-надеждно при работа, потреблението на тези материали ще трябва да се увеличи.

При тези непоследователни причини стойността на ефективността на трансформатора обикновено се прави стандартно, като по този начин се нормализират загубите. При определяне на стойността на ефективността на даден трансформатор, трябва да се вземат предвид разходите за материали, разходите за електроенергия и преносни линии, т.е. да се вземат под внимание различни икономически фактори. Ефективността на трансформатора може да варира в зависимост от товара и този фактор също трябва да се вземе предвид при разработването на дизайна на това устройство.