El disseny d'un transformador típic és senzill. Consta d'un nucli d'acer, dues bobines amb bobinatge de filferro. Un bobinatge s'anomena primari, el segon secundari. L'aparició d'un voltatge altern (U1) i corrent (I1) a la primera bobina formen un flux magnètic al seu nucli. Crea un EMF directament al bobinatge secundari, que no està connectat al circuit i té una força d'energia igual a zero.
Si el circuit està connectat i es produeix un consum, això comporta un augment proporcional de la intensitat del corrent a la primera bobina. Aquest model de comunicació entre els bobinatges explica el procés de transformació i redistribució de l'energia elèctrica, que s'inclou en el càlcul dels transformadors. Com que totes les espires de la segona bobina estan connectades en sèrie, s'obté l'efecte total de tots els EMF que apareixen als extrems del dispositiu.
Els transformadors es munten de manera que la caiguda de tensió al segon bobinat sigui una petita fracció (fins a un 2-5%), cosa que ens permet suposar que U2 i EMF són iguals als seus extrems. El nombre U2 serà més/menys tant com la diferència entre el nombre de voltes de les dues bobines: n2 i n1.
Dependènciaentre el nombre de capes de filferro s'anomena relació de transformació. Es determina per la fórmula (i es denota amb la lletra K), és a dir: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Sovint, aquest indicador sembla una proporció de dos números, per exemple 1:45, que mostra que el nombre de voltes d'una de les bobines és 45 vegades menor que la de l' altra. Aquesta proporció ajuda en el càlcul del transformador de corrent.
Els nuclis electrotècnics es produeixen en dos tipus: en forma de W, blindats, amb una ramificació del flux magnètic en dues parts, i en forma d'U, sense divisió. Per reduir les pèrdues probables, la vareta no es fa sòlida, sinó que està formada per capes fines d'acer separades, aïllades les unes de les altres amb paper. El més comú és el tipus cilíndric: s'aplica un enrotllament primari al marc, després es munten boles de paper i una capa secundària de filferro s'enrotlla a sobre.
El càlcul d'un transformador pot causar algunes dificultats, però les fórmules simplificades següents ajudaran un dissenyador aficionat. Primer cal determinar els nivells de voltatges i corrents individualment per a cada bobina. Es calcula la potència de cadascun d'ells: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, on P2, P3, P4 són potències (W) augmentades pels bobinatges; I2, I3, I4 - intensitats de corrent (A); U2, U3, U4 - voltatges (V).
Per establir la potència total (P) en el càlcul del transformador, cal introduir la suma dels indicadors dels bobinatges individuals i, a continuació, multiplicar per un factor d'1,25, que té en compte les pèrdues: P=1,25 (P2+P3+P4+…). A propòsit,el valor de P ajudarà a calcular la secció transversal del nucli (en cm²): Q \u003d 1,2quadrat curt P
A continuació, segueix el procediment per determinar el nombre de voltes n0 per 1 volt segons la fórmula: n0=50/Q. Com a resultat, es descobreix el nombre de voltes de les bobines. Per a la primera, tenint en compte la pèrdua de tensió al transformador, serà igual a: N1=0,97n0U1Per la resta: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… El diàmetre del conductor de qualsevol bobinat es pot calcular amb la fórmula: d=0,7quadrat curt 1 on I és la força del corrent (A), d és el diàmetre (mm).
El càlcul del transformador us permet trobar la força actual a partir de la potència total: I1=P/U1. La mida de les plaques del nucli segueix sent desconeguda. Per trobar-lo, cal calcular l'àrea d'enrotllament a la finestra central: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), on Sm és l'àrea (en mm quadrats), tots els enrotllaments de la finestra; d1, d2, d3 i d4 - diàmetres de filferro (mm); n1, n2, n3 i n4 són el nombre de voltes. Amb aquesta fórmula, es descriuen les desnivells de la bobina, el gruix de l'aïllament del cable, l'àrea ocupada pel marc a l'espai de la finestra central. Segons l'àrea obtinguda, es selecciona una mida de placa especial per a la col·locació lliure de la bobina a la seva finestra. I l'últim que cal saber és el gruix del conjunt de nuclis (b), que s'obté amb la fórmula: b \u003d (100Q) / a, on a és l'amplada de la placa central (en mm); Q - en metres quadrats. vegeu El més difícil d'aquest mètode és calcular el transformador (aquesta és la recerca d'un element de vareta amb una mida adequada).
