Что такое коэффициент трансформации?
Коэффициент трансформации показывает соотношение между числом витков провода на первичной обмотке (Np) и на вторичной (Ns). В идеальном трансформаторе это соотношение равно отношению первичного напряжения к вторичному — именно поэтому калькулятор позволяет найти одну величину, когда известны остальные. Основная зависимость выглядит так: \(N_p/N_s = V_p/V_s = I_s/I_p\).
Как пользоваться калькулятором
Введите первичное напряжение (Vp) и вторичное напряжение (Vs). Калькулятор мгновенно выдаст коэффициент трансформации и подскажет, повышающий это трансформатор или понижающий. При желании укажите число витков первичной обмотки (Np), чтобы рассчитать необходимое число витков вторичной обмотки (Ns), а также первичный ток (Ip) — для вычисления тока вторичной обмотки (Is).
Разбор формулы
Коэффициент \(a = V_p/V_s\). Если он больше 1, значит вторичное напряжение ниже первичного — перед нами понижающий трансформатор. Если коэффициент меньше 1, выходное напряжение выше — это повышающий трансформатор. Поскольку мощность сохраняется (\(V_p \cdot I_p = V_s \cdot I_s\) в идеальном трансформаторе), ток меняется обратно пропорционально: $$a = \frac{N_p}{N_s} = \frac{\text{Primary Voltage } V_p}{\text{Secondary Voltage } V_s}$$ $$I_s = \text{Primary Current } I_p \times \frac{\text{Primary Voltage } V_p}{\text{Secondary Voltage } V_s}$$ $$N_s = \frac{\text{Primary Turns } N_p}{a}$$
Пример расчёта
Допустим, Vp = 240 В, Vs = 12 В, Np = 1000 витков, Ip = 0,5 А. Коэффициент трансформации $$a = 240 / 12 = 20:1 \text{ (понижающий)}.$$ Число витков вторичной обмотки $$N_s = 1000 / 20 = 50 \text{ витков}.$$ Ток вторичной обмотки $$I_s = 0{,}5 \times 20 = 10 \text{ А}.$$ Низковольтная вторичная обмотка пропускает пропорционально больший ток.
Частые вопросы
Подходит ли калькулятор для повышающих трансформаторов? Да. Задайте первичное напряжение меньше вторичного (например, со 120 В до 480 В) — коэффициент окажется меньше 1, что указывает на повышающий трансформатор.
Почему ток во вторичной обмотке больше, чем в первичной? Входная мощность равна выходной, поэтому при снижении напряжения ток должен возрасти, чтобы произведение оставалось неизменным.
Учитываются ли потери в реальных трансформаторах? Формулы рассчитаны на идеальный трансформатор без потерь и со 100-процентной связью обмоток. У реальных устройств есть небольшие потери на КПД, но эти соотношения дают отличную оценку для проектирования.
