هدف از وجود ترانسفورماتور برق تبدیل ولتاژ از ولتاژ بالا به ولتاژ پایین است. ترانسفورماتور یک وسیله‌ای الکتریکی است که انرژی الکتریکی را با القای الکترومغناطیسی انتقال می‌دهد. ترانسفورماتورها به گونه‌ای گسترده به عنوان واحدهای منبع تغذیه تک فاز و سه فاز در نیروگاه تولید برق، پست‌ها، سیستم توزیع و تنظیم کننده کاهنده در تجهیزات صنعتی مورد بهره‌گیری واقع می‌شود. ما در این مطلب از طاها ترانس حولِ محور این موضوع توضیحات بیشتری را در اختیارتان قرار خواهیم داد.
ترانسفورماتور برق چگونه کار می‌کند!
در یک واژه‌ای ساده و بی‌آلایش می‌توان اساس کار ترانسفورماتور برق را چنین بیان کرد؛ القا الکترومغناطیسی متقابل! و امّا چگونه؟ چنین تصور کنید که یک سیم برق حامل جریان الکتریکی در دستان خود دارید. در شرایط عادی در اطراف این سیم یک میدان مغناطیسی به وجود می‌آید. آن نیز دقیقاً چون یک حلقه به دور سیم واقع شده است.
به هر مقدار که شما به سیم نزدیک می‌شوید این میدان مغناطیسی قوی‌تر خواهد شد. از دلایل دیگر تقویت میدان مغناطیسی آن می‌‌توانیم به مقدار جریان عبوری از سیم اشاره بنماییم. حال بهتر است در ارتباط با نحوه‌ی کار ترانسفورماتور برق سخن بگوییم.
دقیقاً چون مدار الکتریکی مدار مغناطیسی هم وجود دارد و تنها تفاوت‌های ذاتی با همدیگر دارند. چنین تصور کنید که سیم ما دارای میدان است چنانچه که در مجاورت یک سیم دیگر واقع شود برروی آن سیم تأثیر می‌گذارد. در واقع به این اثر همان القا الکترومغناطیسی متقابل گویند که منجر می‌شود ولتاژ در سیم دوّم بدون هیچ‌گونه ارتباط الکتریکی القا گردد.
انواع گوناگون ترانسفورماتور
ترانسفورماتور در واقع ماشین خاصی می‌باشد که برای تغییر ولتاژ دی‌سی از یک سطح به سطحی دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع می‌توان آن را تحت عنوان یک جریان متناوب به مبدل جریان مستقیم در نظر انگاشت. ترانسفورماتور انرژی الکتریکی را به گونه دیگری تبدیل خواهد کرد و سطوح ولتاژ اِی‌سی را به سطوح دیگر از اِی‌سی تغییر می‌دهد. ما در این قسمت تعدادی از ترانسفورماتورها را به شما معرفی خواهیم کرد.
انواع ترانسفورماتور برق را بشناسید
دوستانِ عزیز ما در این قسمت از مطلبِ خود شما را با انواع ترانسفورماتور برق آشنا خواهیم ساخت. جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه بهتر است با ما در امتداد نوشتار همراه باشید.
· ترانسفورماتور جداکننده:
ترانسفورماتورهایی می‌باشند که سیم پیچ‌های آن‌ها به لحاظ الکتریکی از همدیگر جدا است. به منظور تحقق تدابیر حفاظتی «یعنی جداسازی حفاظتی» جهت اتصال به مصرف کننده جریان استفاده می‌شود.
· ترانسفورماتور عایق:
ترانسفورماتورهایی می‌باشند که سیم پیچ‌های آن‌ها از نظر الکتریکی از یک‌دیگر جدا هستند. آن‌ها برای انتقال انرژی میان سیستم‌های با پتانسیل‌های بسیار گوناگون که ضمن آن‌ها ولتاژ عایق نسبت به ولتاژ اسمی ترانسفورماتور برق معین نگردیده است، استفاده می‌شود.
· ترانسفورماتور کنترل:
ترانسفورماتورهایی می‌باشند که سیم پیچ‌های آن‌ها به لحاظ الکتریکی از یک‌دیگر جدا هستند. از آن‌ها در راستای انجام امور کنترلی استفاده می‌شود. همانند؛ ترانس نمونه جریان!
· ترانسفورماتور منبع تغذیه:
بدان دست از ترانسفورماتورهایی اطلاق می‌شود که با یک سیم و یا چند سیم پیچ ثانویه که از سیم پیچ اوّلیه به لحاظ الکتریکی جدا است.
· اتو ترانسفورماتورها:
این نوع از ترانسفورماتورها سیم پیچ اوّلیه و ثانویه مشترک دارند.
· ترانسفورماتور جرقه زن:
ترانسفورماتور برق جرقه زن دارای سیم پیچ‌های الکتریکی جدا از یک‌دیگر است. این نوع از سیم پیچ‌ها، به منظور مشتمل کردن مخلوط هوا و گاز یا هوا و روغن به واسطه‌ی جرقه یا قوس الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
توضیحات محاسبه‌ای و فرمول مربوط به ترانسفورماتور
ممکن است که برای شما یک سؤال باشد، دقیقاً به چه حالت و چگونه سطح ولتاژ تغییر نموده و به تبع آن مقدار جریان در دو سوی ترانس تغییر می‌نماید! پاسخِ به پرسش شما ساده است. تنها کافی است شما دو نسبت تبدیل را بلد باشید. ما صرفاً بخش کاربردی آن را توضیح می‌دهیم.
فرمول مربوط به ترانسفورماتور
دو نسبت بیان شده در بالا نسبت طلایی در ترانسفورماتور برق است که البته در یک شرایط کاملاً ایده‌آل که در این قسمت:
N؛ بیانگر تعداد دور سیم.
V؛ ولتاژ دو سر پایانه‌ها.
I؛ جریان جاری در هر طرف آن.
یک مثال کاملاً کاربردی:
تصور کنید که ما یک شبکه برق در اختیارِ خود داریم. ولتاژ این شبکه هفتصد ولت می‌باشد و قرار است با این شبکه یک موتور برقی دویست و بیست را روشن بنماییم. مسلماً نمی‌توان این کار را انجام داد. چرا که در صورت اتصال مستقیم این دو به همدیگر موتور الکتریکی به شدّت صدمه می‌بیند. بنابراین راه‌کار بهره‌گیری از یک ترانسفورماتور برق جهت کاهش سطح ولتاژ خواهد بود.
تا به این قسمت از مطلب ما V1 برابر با هفتصد V2 برابر با دویست و بیست ولت است. اکنون کافی است ما N1 را با توجه به سطح جریان و توان شبکه در نظر بی‌انگاریم. به عنوان نمونه؛ ما هزار دور را برای N1 در نظر می‌گیریم.
حال ما به سراغ معادله می‌رویم. تنها با یک جای‌گذاری ساده N2 برابر حدوداً سیصد و چهارصد دور خواهد بود. البته همیشه جهتی که سطح ولتاژ بیشتری دارد تعداد دور بالاتر را به خود اختصاص خواهد داد.
آشنایی با انواع اتصالات ترانسفورماتور برق
در ترانسفورماتور برق تک فاز دو اتصال بیشتر نخواهیم داشت. به عبارتی کلمه اتصال بیشتر برابر ترانسفورماتور سه فاز معنا می‌یابد. هر نوع از اتصال، مزایا و معایب مختصِ به خود را داراست. حال به گونه‌ای کلّی موارد زیرا را مدّنظر داشته باشید؛
اتصال ستاره در ترانسفورماتور سه فاز به سمتی قرار خواهد گرفت که ولتاژ بالاتری را داریم. علّت آن قرار گرفتن دو سیم پیچ در معرض ولتاژ است که نسبت به شرایطی که یک سیم پیچ فقط در مقابل ولتاژ جای گیرد، حالت عایقی مناسب‌تری دارد. از سویی هم فشار کمتری به سیم پیچ‌ها وارد خواهد شد.
حال آن‌که اتصال مثلث در سمت فشار ضعیف واقع می‌شود. زیرا در جهتی که ولتاژ کنار است حتماً جریان از جهت دیگر بیشتر خواهد بود. به عبارتی بنابر دلیل ذات این اتصال شاهد تقسیم جریان هستیم و جریانی کمتر برروی هر سیم پیچ سوار می‌شود.
تپ چنجر به چه معناست
تصور کنید که ترانسفورماتور برق ما طراحی و ساخته شده است. به منظور تبدیل ولتاژ هفتصد به دویست و بیست! ولی بنابر دلایلی ما می‌خواهیم هفتصد را به دویست و بیست تبدیل بنماییم. مسلماً جهت انجام این کار لازم است ترانسفورماتور باز گردد و نسبت تعداد دورهای اوّلیه و ثانویه دگرگون شود که کار اقتصادی و چندان عملی به نظر نمی‌رسد. به همین خاطر است که دستگاهی درون ترانسفورماتور جای می‌گیرد که بتواند به قدری مجاز سیم پیچ را از یک جهت ترانس کم یا زیاد کند. جالب است بدانید که این عملیات به واسطه‌ی تپ چنجر انجام خواهد شد.
تپ چنجر دقیقاً در کدام قسمت ترانسفورماتور برق قرار دارد؟
در ترانس‌های تک فاز که دو طرف ترانس یک گونه سیم پیچی دارند و تفاوتی نخواهد داشت. ولو در نمونه‌های سه فاز به علّت آن‌که عملیات تپ زدن یک نوع فرآیند کلید زنی است. به علّت تلفات بالا در زمان تپ زدن- کلید زنی تلاش می‌شود در جانبی باشد که جریان پایین‌تری را داشته باشیم. یعنی آن سمت که اتصال ستاره است.
کاربرد ترانسفورماتور برق در چه‌ها خلاصه می‌شود!
ترانسفورماتور برق به گونه‌ای بسیار گسترده در مدارهای وسایل الکترونیکی و مدارها نیز دستگاه‌های خودکار و یا اتوماتیک و راه‌اندازی موتور الکتریکی و تطابق ولتاژ موردنیاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر موارد نام‌برده شده از ترانسفورماتورها در ارتباطات در راستای امپدانس و نیز در سیستم قدرت برای بالا بردن ولتاژ به منظور انتقال اقتصادی قدرت، استفاده می‌شود.
نتیجه گیری
ما در این نوشتار از طاها ترانس با شما در ارتباط با ترانسفورماتور برق و نحوه‌ی عملکرد آن سخن گفتیم. سپس انواع ترانسفورماتور را به شما جهت کسب آشنایی بیشتر معرفی کردیم. شما قطعاً با مطالعه این نوشته متوجه خواهید شد که تپ چنجر به چه معنا بوده و دقیقاً در کدام ناحیه از ترانسفورماتورها قرار دارد. امیدواریم شما با مطالعه این مطلب به پاسخِ تمامی پرسش‌های خود دست یافته باشید. شرکت تولیدی طاها ترانس تولید کننده انواع ترانس های برق با بهترین کیفیت در ایران می باشد.
مقالات پیشنهادی
