Як розрахувати трансформатор?

Методика розрахунку сильно залежить від призначення трансформатора - силовий він, або вимірювальний, або погоджує, або високочастотний для зв'язку каскадів радіоприймача ... Але в загальних рисах методика така: вибір матеріалу сердечника, розрахунок обсягу сердечника, розрахунок числа витків.

Матеріал сердечника залежить від діапазону частот (або частоти) роботи. На низьких частотах (промислова мережа) годиться трансформаторна сталь. На більш високих - ферити. На зовсім високих (мегагерци і далі) - або спеціальні ВЧ ферити, або взагалі без магнітного осердя.

Обсяг сердечника залежить від частоти, потужності і параметрів матеріалу. Потужність, що передається трансформатором з однієї обмотки в іншу, залежить саме від частоти і обсягу. Фізика тут така.

Трансформатор передає з первинної ланцюга у вторинну енергію. Значить, те, скільки енергії він може передати за один раз, залежить від того, скільки її може накопичитися в осерді. А це відомо скільки. Щільність енергії магнітного поля дорівнює половині твори індукції на напруженість: w = BH / 2. Очевидно, що максимум цього твору відповідає напруженості насичення матеріалу (Hs), оскільки робота трансформатора в режимі, що створює в осерді напруженість вище Нs, - це вже перевантаження, сильно нелінійна робота, різке зниження ккд і маса інших неприємностей. З огляду на, що індукція дорівнює добутку напруженість на мю і на мю нульове, отримуємо для максимальної щільності енергії, з якою ще може працювати трансформатор, в 1/2 мю мю-нульове і на квадрат Hs. Ну а вся енергія, яка може запастися в матеріалі сердечника, - це, ясний пень, щільність помножити на обсяг.

І ця енергія протягом одного періоду передається двічі - на максимумі позитивної напівхвилі і на максимумі негативною. І, отже, потужність - цей твір ось жтой повної енергії на частоту.

Так що якщо відома потужність, яку повинен передавати трансформатор, і частота його роботи, то, викинь матеріал сердечника з відомою магнітною проникністю і відомої напруженістю насичення, можна розрахувати необхідний обсяг сердечника.

Кількість витків: є маса емпіричних формул для вибору числа витків на вольт, найчастіше попадається така: n = 50 / S, де S - площа перерізу магнітопроводу (сердечника) в кв. см. Тобто для сердечника розміром 2,5х4 см, чисто наприклад, отримуємо 5 витків на вольт. Так що якщо це силовий трансформатор, то для первинної обмотки потрібно 220х5 = 1100 витків, для вдруге - менше відповідно до коефіцієнта трансформації. Для трансформатора, призначеного для роботи на іншій частоті, "витки на вольт" пропорційно змінюються.

Діаметр дроту вибирається виходячи з допустимого струму (який, в свою чергу, враз обчислюється з потужності). Вважається, що для мідного дроту допустима щільність струму дорівнює 3,2 А / кв. мм, для алюмінієвого - 2,5 А / кв. мм.

Ну ось. Це чисто прикидка виходячи з фізики роботи. Якщо ж потрібно зробити курсовик або розрахувати якусь реальну конструкцію, то краще скористатися наявними ресурсами - в тирнет повнісінько сайтів з онлайновим розрахунком трансформатора, або з докладним викладом методики такого розрахунку.