In un trasformatore di corrente, la corrente primaria provoca un campo magnetico nel nucleo, che a sua volta genera una corrente nel secondario. Belle.
Come mai allora un trasformatore di potenza emette una tensione e non una corrente? Non è lo stesso principio?
Risposte:
Un trasformatore è un trasformatore destinato all'uso per rilevamento corrente o per conversione di potenza. Tutti i trasformatori funzionano secondo lo stesso principio.
Tuttavia, esiste una notevole latitudine in vari parametri durante la progettazione di un trasformatore. Questi diversi compromessi conferiscono al trasformatore caratteristiche diverse e quindi lo rendono adatto a diverse applicazioni.
Un trasformatore di rilevamento della corrente è ottimizzato per avere una piccola impedenza primaria in modo da ridurre al minimo la caduta di tensione nella linea in cui è destinato a misurare la corrente. Il secondario è anche progettato per essere collegato a una bassa resistenza. Ciò riflette un'impedenza inferiore al primario. Il trasformatore funziona principalmente in modalità di uscita da cortocircuito. Si noti che poca potenza viene trasferita attraverso il trasformatore. L'energia viene prelevata dal campo magnetico dal secondario non appena viene messa lì dal primario. Di conseguenza, il nucleo può essere piccolo poiché non deve mai contenere molta energia in qualsiasi momento.
Un trasformatore di potenza ha uno scopo diverso, ovvero trasferire la potenza dal primario al secondario. A volte sono solo per isolamento, ma spesso è anche per ottenere una diversa combinazione di tensione e corrente sull'uscita rispetto all'ingresso. Per ottenere energia, sono necessari sia la tensione che la corrente, il che significa che il trasformatore deve essere azionato in qualche modo tra l'uscita di corto circuito dove non c'è tensione e l'uscita di circuito aperto dove non c'è corrente. Generalmente i trasformatori di potenza sono progettati in modo tale che il secondario abbia un'impedenza ragionevolmente bassa e quindi la sua tensione non si abbassa troppo alla potenza nominale. Devono anche comportarsi in modo ragionevole con carico leggero o senza carico, vale a dire la custodia del circuito aperto. Ancora una volta si desidera una bassa impedenza in modo che la tensione nel caso di carico leggero non sia troppo diversa dal caso di pieno carico. Questo tipo di trasformatore deve essere in grado di gestire una maggiore energia nel campo magnetico. Ciò significa un nucleo fisicamente più grande e quindi più pesante.
La differenza non sta nel principio fisico, ma nell'uso.
Il trasformatore di potenza viene utilizzato per convertire la tensione utilizzando il numero di avvolgimenti nelle due bobine come rapporto, mentre il trasformatore di corrente è solo un induttore posizionato attorno a un filo per rilevare il campo magnetico causato dalla corrente variabile. Quindi lo usi per misurare la corrente (AC) senza interrompere il circuito.
Ma entrambi i trasformatori emettono una tensione, in sostanza, che è data dalla legge di induzione di Faraday. La differenza è che il trasformatore di potenza è pilotato in tensione e la corrente è determinata dal carico sull'altro avvolgimento.
Il principio del trasformatore è che una corrente variabile indurrà un campo magnetico e il campo magnetico indurrà una tensione. Poi c'è la legge di Ohm, che implica che per una tensione applicata a un carico, hai una corrente proporzionale alla resistenza del carico.
Se li metti insieme, hai un ciclo infinito in cui la corrente nel carico ha un'influenza sul campo magnetico che genera la tensione sul carico stesso. Ecco come viene determinata la corrente nel primario del trasformatore di potenza.
Per quanto riguarda il trasformatore di corrente, si desidera che il carico più grande possibile eviti un flusso significativo di corrente al suo interno, poiché genera quell'effetto di feedback.
Riepilogo semplice:
Un trasformatore di corrente è un trasformatore "normale" (voltaggio in ingresso) :( voltaggio in uscita) ottimizzato per un compito speciale.
Un trasformatore di corrente funziona SEMPRE con una resistenza di carico definita.
È possibile calcolare una costante K in base alla resistenza di carico e al rapporto di rotazione in modo tale che
Iin = Vout x k. Vedi sotto per i dettagli.
Quindi Iin può essere determinato misurando Vout.
Nonostante il nome, un trasformatore di corrente funziona secondo le equazioni standard relative al trasformatore (ignorando le non idealità come la resistenza degli avvolgimenti). Il primario di solito è effettivamente un singolo giro, prodotto facendo funzionare un filo che trasporta il circuito da misurare attraverso il nucleo. :
Giri = turno primario o giri.
Risulta = turni secondari. Definisci rapporto giri = TR = Turns_out / Turns_in
Vin x Iin = Vout x Iout ...... (2)
Iin = Iout x Vout / Vin ...... (3) = riarrangiamento di (2)
MA se abbiamo un carico resistivo = Rout allora
Così
Iin = Vout x TR / RLoad ...... (5b)
(So Vout = Iin x Rl / TR) ...... (5c)
Per un dato carico e dato turno il rapporto TR / carico è una costante = K, diciamo così
- Iin = Vout x K ...... (6) <- risultato target
Quindi per un dato carico possiamo determinare Iin da Vout moltiplicato per una costante.
Alcuni trasformatori di corrente hanno incluso Rout come parte dell'assemblaggio.
Alcuni CT richiedono l'aggiunta di Rout.
La mancata aggiunta di una rotta dà a Vout = molto molto molto grande, ma di solito non per molto.
Di solito l'ingresso "avvolgimento" è un singolo giro o un filo che passa attraverso il nucleo. L'uso di più giri o il loop di un filo che trasporta la corrente target attraverso il nucleo più volte diminuisce il rapporto di virata, quindi (vedi 5c) la caduta diminuisce.
Non essendo tale che il nucleo non saturi e funzioni il più linearmente possibile con Rl e quindi Vout potrebbe non essere "troppo grande". Max Rl e / o Vout sono specificati dal produttore.