L’autotrasformatore è un trasformatore a singolo avvolgimento che funziona secondo il principio della legge di Faraday sull’induzione elettromagnetica. Principalmente utilizzato nella gamma di bassa tensione, per scopi industriali, commerciali e di laboratorio. Conosciuto anche come variac, dimmer stat, ecc. l’autotrasformatore può essere singolo e trifase. A causa del singolo avvolgimento, gli autotrasformatori hanno meno perdite, più efficienti e robusti. Prendendo toccando sul lato secondario, è possibile ottenere una vasta gamma di tensione. In alcune applicazioni, sono anche collegati a convertitori per rettificare la tensione CA in uscita.
Che cos’è l’Autotrasformatore?
Il principio dell’autotrasformatore è lo stesso di due trasformatori di avvolgimento. Funziona sul principio della Legge di induzione elettromagnetica di Faraday, secondo la quale ogni volta che c’è un cambiamento relativo nel campo magnetico e nei conduttori, viene indotta una FEM nei conduttori. Considerare un due avvolgimenti del trasformatore mostrato di seguito
Trasformatore
Quando una tensione alternata è applicata all’avvolgimento primario, induce un emf dell’avvolgimento primario a causa dell’alternanza di natura del campo magnetico creato a causa di alimentazione in C.A. e statico conduttori. Secondo la legge di Faraday sull’induzione elettromagnetica, ci deve essere uno spostamento relativo tra campo e conduttori, e in questo caso il campo è alternato e i conduttori sono costanti. A causa della quale un emf viene indotto nell’avvolgimento primario del trasformatore.
La FEM indotta nell’avvolgimento primario crea un flusso alternato nell’avvolgimento primario. Il flusso collega l’avvolgimento secondario del trasformatore passando attraverso il nucleo del trasformatore. Questo è chiamato induzione reciproca. Un emf è indotto nell’avvolgimento secondario. E in base al numero di giri sull’avvolgimento secondario, viene calcolata l’emf indotto secondario di magnitudine.
Principio di funzionamento dell’autotrasformatore
Considerare ora lo schema elettrico dell’autotrasformatore mostrato di seguito. Rispetto a due trasformatori di avvolgimento come mostrato in Figura 1, Autotrasformatore ha singolo avvolgimento. Quando un’alimentazione alternata è data al circuito primario, a causa della legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica, un emf è indotto nella parte primaria. Poiché il campo magnetico è di natura alternata e i conduttori sono stazionari.
Autotrasformatore
L’emf indotta nel primario produce un flusso, che viene chiamato flusso di avvolgimento primario. Questo flusso collega l’avvolgimento secondario e induce un emf sull’avvolgimento secondario a causa dell’induzione reciproca. Quindi l’emf viene trasferito nell’avvolgimento secondario. Sulla base di un numero di giri sul lato secondario, viene determinata l’entità dell’emf indotta.
Autotrasformatore funzionante
L’equazione emf di emf indotta è data come
E=4.44∅Nf
Questo può essere generalizzato sia per l’avvolgimento primario emf che per l’avvolgimento secondario emf. Se prendiamo il rapporto otteniamo come
E1/E2 =N1/N2 =k
Si potrebbe vedere che la grandezza dell’emf indotta è direttamente proporzionale a un numero di giri. Se un numero di giri è maggiore sul lato secondario, viene chiamato autotrasformatore step-up. Se diversi giri sono inferiori, viene chiamato autotrasformatore step-down. Si osserva inoltre che, in due trasformatori di avvolgimento, il flusso collega l’avvolgimento secondario attraverso il nucleo del trasformatore. Non esiste alcun collegamento elettrico tra primario e secondario. Per questo motivo, il trasformatore è chiamato come dispositivo elettricamente isolato ma magneticamente accoppiato. Ma per un autotrasformatore, c’è isolamento elettrico. C’è solo un avvolgimento. Per questo motivo, autotrasformatore è chiamato come dispositivo accoppiato elettricamente e magneticamente.
La natura emf indotta come mostrato in precedenza è statica indotta emf. Se la sorgente è alternata e conduttori sono costanti, in tal caso, natura indotta emf è indotta staticamente emf. Se i conduttori sono in rotazione e il campo magnetico è costante in quel caso emf indotta è indotta dinamicamente emf. Nel trasformatore e nell’autotrasformatore, l’emf indotto è emf indotto staticamente. Nel caso dei generatori DC, l’emf indotta è l’emf indotta dinamicamente. Per l’emf indotto staticamente, la direzione delle correnti è data dalla Legge di Lenz. Nel caso di emf dinamico, è dato dalla regola della mano destra di Fleming. Quindi nell’autotrasformatore, la direzione dell’emf indotta è data dalla Legge di Lenz.
Anche in due trasformatori di avvolgimento, l’energia da primaria a secondaria viene indotta attraverso l’induzione, ma mentre nell’autotrasformatore, l’energia viene trasferita sia attraverso l’induzione che la conduzione. Va notato che, per l’induzione di emf sul lato primario, secondo la legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica, ci deve essere un cambiamento relativo tra il campo magnetico e l’insieme dei conduttori. Per questo motivo, otteniamo la tensione CA sul lato primario, che è alternata in natura. Se diamo, DC, quindi autotrasformatore o due trasformatori di avvolgimento non funzionerà, a causa della natura costante della fornitura. Quindi diciamo che il trasformatore non funziona in CC. Infatti a causa della bassa resistenza dell’avvolgimento primario, quando viene fornita l’alimentazione CC, a causa di grandi correnti, l’avvolgimento brucerà.
Proprietà di Autotrasformatore
proprietà
- Auto Trasformatore elettrico e magnetico, accoppiato dispositivo
- In Autotrasformatore di potenza costante
- In autotrasformatore, in generale il flusso è costante
- In autotrasformatore, la frequenza è costante
- di Tensione e di corrente variano in base a un numero di giri.
- L’autotrasformatore è anche chiamato dispositivo di spostamento di fase
- Le perdite sono inferiori nell’autotrasformatore rispetto al trasformatore a due avvolgimenti a causa del singolo avvolgimento
- L’efficienza dell’autotrasformatore è maggiore rispetto ai due trasformatori di avvolgimento
- Sia le perdite di ferro che di rame sono meno un autotrasformatore.
Costruzione del trasformatore automatico
Un trasformatore consiste fondamentalmente di due parti
- Conduttori
- Nucleo
I conduttori nell’autotrasformatore sono costituiti da rame. Sono di bassa resistenza. I conduttori di rame sono isolati tra loro. Il materiale utilizzato per l’isolamento è carta impregnata, mica, ecc. L’isolamento aiuta anche a ridurre le perdite di correnti parassite. L’avvolgimento è avvolto attorno al nucleo. Per un singolo trasformatore di avvolgimento, il requisito del rame è inferiore rispetto a due trasformatori di avvolgimento.
auto-transformer-construction
Per trasferire il flusso dal primario al secondario, viene utilizzato il core. Il nucleo è costituito da materiale magnetico come acciaio al silicio, acciaio CRGO, ecc. L’acciaio di CRGO è il materiale più efficiente per il centro, poichè ha meno perdite dell’isteresi. Il nucleo del ruolo è quello di trasferire il flusso da una parte dell’avvolgimento ad altre parti.
Altre parti importanti come mostrato in figura 3 sono cuscinetti, spazzole, morsettiere, ecc. Le parti mostrate sono utilizzate per dimmer stat fondamentalmente utilizzato per scopi di laboratorio.
Vantaggi e Svantaggi di Autotrasformatore
I vantaggi
- Perdite in Autotrasformatore sono meno
- L’efficienza dell’autotrasformatore è più
- Rame Requisito è meno
- Il requisito base è meno
Gli svantaggi sono
- Autotrasformatori non può essere utilizzato per l’alta tensione. Poiché qualsiasi discontinuità nell’avvolgimento primario comporterebbe una tensione primaria completa sul lato secondario, quindi non può essere utilizzata per tensioni elevate
- Il requisito di isolamento è maggiore. Poiché l’autotrasformatore è sia elettricamente che magneticamente accoppiato, il requisito dell’isolamento è più.
- A causa dell’avvolgimento comune, una connessione neutra è difficile.
Applicazioni degli autotrasformatori
Di seguito sono riportate le applicazioni degli autotrasformatori.
- Gli autotrasformatori sono utilizzati per l’avviamento di motori asincroni
- I trasformatori automatici sono utilizzati per la regolazione della tensione
- Gli autotrasformatori sono utilizzati per scopi di laboratorio.
- Gli autotrasformatori sono utilizzati in molte applicazioni industriali come cartiere, fabbriche, ecc.
DOMANDE frequenti
1). Il trasformatore automatico funziona in DC
No, l’autotrasformatore non può funzionare in DC
2). L’autotrasformatore ha due avvolgimenti?
No, l’autotrasformatore ha un solo avvolgimento
3). L’autotrasformatore è un dispositivo isolato elettricamente?
No, autotrasformatore è dispositivo accoppiato elettricamente e magneticamente.
4). L’efficienza dell’autotrasformatore è superiore a due trasformatori di avvolgimento?
L’efficienza dell’autotrasformatore è superiore a due trasformatori di avvolgimento
5). Utilizziamo autotrasformatori per applicazioni ad alta tensione?
No, gli autotrasformatori sono utilizzati per applicazioni a bassa tensione (420 V). Oltre a ciò, vengono prese misure speciali durante la progettazione.
Quindi, si tratta di una panoramica degli autotrasformatori come lavoro, costruzione, vantaggi e svantaggi. Principalmente utilizzati per l’avviamento di motori asincroni e scopi di laboratorio, gli autotrasformatori hanno un’efficienza fino al 98%. Sono robusti per l’applicazione, meno manutenzione e più durata. Ecco una domanda per te, perché gli autotrasformatori non sono adatti per applicazioni ad alta tensione?