Dizajn tipičnog transformatora je jednostavan. Sastoji se od čeličnog jezgra, dva namotaja sa žičanim namotajem. Jedan namotaj se zove primarni, drugi - sekundarni. Pojava naizmjeničnog napona (U1) i struje (I1) u prvoj zavojnici formiraju magnetni tok u njenom jezgru. On stvara EMF direktno u sekundarnom namotaju, koji nije spojen na kolo i ima energetsku snagu jednaku nuli.
Ako je kolo spojeno i dođe do potrošnje, to dovodi do proporcionalnog povećanja jačine struje u prvoj zavojnici. Takav model komunikacije između namotaja objašnjava proces transformacije i preraspodjele električne energije, koji je uključen u proračun transformatora. Pošto su svi zavoji druge zavojnice povezani u seriju, dobija se ukupan efekat svih EMF-a koji se pojavljuju na krajevima uređaja.
Transformatori su sastavljeni na način da je pad napona u drugom namotu mali dio (do 2 - 5%), što nam omogućava da pretpostavimo da su U2 i EMF jednaki na njegovim krajevima. Broj U2 će biti više/manje onoliko koliko je razlika između broja zavoja oba namotaja - n2 i n1.
Zavisnostizmeđu broja slojeva žice naziva se omjer transformacije. Određuje se formulom (i označava se slovom K), odnosno: K=n1/n2=U1/U2=I2/I1. Često ovaj indikator izgleda kao omjer dva broja, na primjer 1:45, što pokazuje da je broj zavoja jednog od zavojnica 45 puta manji od broja drugog. Ova proporcija pomaže u proračunu strujnog transformatora.
Elektrotehnička jezgra se proizvode u dva tipa: u obliku slova W, oklopna, sa grananjem magnetnog fluksa na dva dijela, i u obliku slova U - bez podjele. Da bi se smanjili mogući gubici, šipka nije čvrsta, već je napravljena od odvojenih tankih slojeva čelika, izolovanih jedan od drugog papirom. Najčešći je cilindrični tip: primarni namot se nanosi na okvir, zatim se postavljaju kuglice papira, a na to se namota sekundarni sloj žice.
Proračun transformatora može izazvati određene poteškoće, ali pojednostavljene formule u nastavku će doći u pomoć dizajneru amateru. Prvo je potrebno odrediti nivoe napona i struja pojedinačno za svaki kalem. Izračunava se snaga svakog od njih: P2=I2U2; P3=I3U3; P4=I4U4, gdje su P2, P3, P4 snage (W) uvećane namotajima; I2, I3, I4 - jačine struje (A); U2, U3, U4 - naponi (V).
Da biste utvrdili ukupnu snagu (P) u proračunu transformatora, potrebno je da unesete zbir indikatora pojedinačnih namotaja, a zatim pomnožite sa faktorom 1,25, koji uzima u obzir gubitke: P=1,25(P2+P3+P4+…). Između ostalog,vrijednost P pomoći će izračunati poprečni presjek jezgre (u sq.cm): Q \u003d 1,2kratki kvadrat P
Zatim slijedi postupak za određivanje broja zavoja n0 po 1 voltu prema formuli: n0=50/Q. Kao rezultat, saznaje se broj zavoja zavojnica. Za prvi, uzimajući u obzir gubitak napona u transformatoru, on će biti jednak: N1=0,97n0U1Za ostalo: N2=1,3n0U2; n2=1,3n0U3… Prečnik provodnika bilo kog namotaja može se izračunati po formuli: d=0,7kratki kvadrat 1 gde je I jačina struje (A), d prečnik (mm).
Proračun transformatora vam omogućava da pronađete jačinu struje iz ukupne snage: I1=P/U1. Veličina ploča u jezgru ostaje nepoznata. Da biste ga pronašli, potrebno je izračunati površinu namotaja u prozoru jezgre: Sm=4(d1(sq.)n1+d2(sq.)n2+d3(sq.)n3+…), gdje je Sm površina (u kvadratnih mm), svi namotaji u prozoru; d1, d2, d3 i d4 - prečnici žice (mm); n1, n2, n3 i n4 su broj zavoja. Pomoću ove formule opisane su neravnine namotaja, debljina izolacije žice, površina koju zauzima okvir u razmaku prozora jezgre. Prema dobivenoj površini, odabire se posebna veličina ploče za slobodno postavljanje zavojnice u prozoru. I posljednja stvar koju trebate znati je debljina seta jezgre (b), koja se dobiva po formuli: b=(100Q) / a, gdje je a širina srednje ploče (u mm); Q - u kv. vidi Najteže u ovoj metodi je izračunati transformator (ovo je potraga za elementom štapa odgovarajuće veličine).
