Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Трансформатори

Трансформаторот претставува електротехнички уред кој служи за трансформација (намалување или зголемување) на наизменични напони струи или импеданси Типичен трансформатор се состои од две галвански одвоени намотки (калеми) кои се поставени на заедничко јадро Принципот на работа се базира на појавата на меѓуиндукција Кога едната намотка ќе се приклучи на наизменичен напон UP низ неа ќе протече наизменична струја IP која во заедничкото јадро ќе предизвика појава на магнетен флукс Ф Магнетниот флукс во втората намотка ќе индуцира наизменичен напон US кој пак ќе предизвика течење на електрична струја IS низ потрошувачот RL

Сл Дефиниција за трансформатор

Намотката на која се доведува електричната енергија се нарекува примарна намотка или кратко примар а намотката од која се зема енергијата се нарекува секундарна намотка или секундар Се забележува дека преносот на енергијата од примарната на секундарната намотка не се прави преку галванска врска туку преку магнетно поле Трансформаторот не работи со еднонасочни напони и струи туку само со променливи (наизменични или импулсни) напони и струи При трансформацијата настанува промена само на нивната вредност (амплитуда) а фреквенцијата останува непроменета Обликот на напонот исто така е зачуван но со мали изобличувања Кај реален трансформатор поради одредени загуби секундарната енергија (моќност) секогаш е помала од примарната Овие загуби ќе бидат мали ако се обезбеди цврста магнетна спрега (кasymp1) помеѓу примарот и секундарот што се постигнува со заедничко затворено феромагнетно јадро Исклучок од ова правило се некои трансформатори за високи (радио) фреквенции каде јадрото може да биде заедничко но отворено (во форма на прачка) примарот и секундарот можат да имаат посебни јадра или пак воопшто да нема феромагнетно јадро ndash тогаш станува збор за трансформатори со воздушно јадро (немагнетно)

Параметри на трансформатори

1 Параметри на примарот се Примарен наизменичен напон UP или U1[V] Примарна наизменична струја IP или I1[A] Примарна моќност PP или P1[W] во општ случај трансформаторот како потрошувач има

омски или индуктивен карактер па затоа вообичаено е наместо во W моќноста (и примарна и секундарна) да се изразува во VA

Импеданса на примарот ZP или Z1[Ω] Број на навивки на примарот NP или N1 Дебелина на жицата на примарот dp или d1[mm]

2 Параметри на секундарот се Секундарен наизменичен напон US или U2[V] Секундарна наизменична струја IS или I2[A] Секундарна моќност PS или P2 Импеданса на секундарот ZS или Z2[Ω] Број на навивки на секундарот NS или N2

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Дебелина на жицата на секундарот dS или d2[mm]3 Коефициент на трансформација ndash n се нарекува и преносен однос а се дефинира

како

Промената на напонот зависи правопорционално а промената на струјата обратнопропорционално од преносниот однос те од односот NPNS Тоа значи ако преносниот однос е 41 тогаш секундарниот напон ќе биде 4 пати помал од примарниот а истовремено секундарната струја ќе биде 4 пати поголема од примарнатаТрансформаторот се користи и за промена на импедансата ndash во тој случај коефициентот на трансформација се дефинира како

те

Промената на импедансата зависи од квадратот на преносниот однос ndash на пример ако преносниот однос е 51 тогаш импедансите изнесуваат 251 односно ако импеданста приклучена на секундарот изнесува 8Ω тогаш примарот на трансформаторот ќе се однесува како импеданса од 258=200Ω4 Број на навивки на еден волт ndash m Се дефинира како

Со помош на овој параметар при зададени вредности за UP и US лесно можеме да го одредиме потребниот број на навивки на примарот и секундарот5 Коефициент на полезно дејство ndash η Во идеален случај секундарната моќност е еднаква на примарната но во реалност секогаш е PSltPP Коефициентот на полезно дејство се дефинира како

те

Овој коефициент секогаш е помал од 1 (те помал од 100) и ни кажува колкав дел од вложената примарна моќност се добива на излезот односно индиректно ни кажува колкави се загубите на моќност во трансформаторот Причина за овие загуби се отпорноста на жицата (загуби во бакарот) и појавата на виорни струи во јадрото и неговата хистереза на магнетизација (загуби во јадрото) Најголеми загуби (30-40) имаат најмалите трансформатори (со PSlt10VA) додека пак поголемите трансформатори (со PSgt10VA) имаат загуби од 1 до 10 Тоа значи коефициентот η зависно од конструкцијата и моќноста на трансформаторот се движи од 06 до 099 те од 60 до 99

Трансформаторски јадра и намотки

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

За да се зголеми спрегата помеѓу примарот и секундарот и со тоа да се зголеми преносот на енергијата трансформаторите се изработуваат од јадра од феромагнетен материјал кој има посебен состав и конструкција со цел загубите во јадрото да бидат што помали Загубите во јадрото се намалуваат ако се користи феромагнетен материјал со потесна хистерезисна крива и ако се употребува за магнетни индукции помали од максималната вредност која предизвикува заситување Загубите поради виорни струи зависат правопорционално од квадратот на фреквенцијата на магнетното поле (те напонот или струјата) а обратнопропорционално од специфичната отпорност на феромагнетниот материјалот Затоа за трансформаторски јадра се користат материјали со голема специфична отпорност ndash железо легирано со силициум(Fe-Si) или железо легирано со никел (Fe-Ni) Поради истата причина јадрото не се прави од едно парче туку од повеќе тенки лимови (со дебелина од 05mm или помалку) кои се изолирани со лак или со постапка на оксидација или фосфатизација За трансформатори за пренос на сигнали со високи фреквенции или импулсен облик ни ваквите мерки не овозможуваат мали загуби па затоа во такви случаи се користат јадра од ферит Јадрото може да биде во најразлични облици но денес се сретнуваат јадра со ldquoEIrdquo ldquoUIrdquo или ldquoCrdquo облик а се повеќе се сретнуваат и торусни јадра

Сл Изглед на лимовите на трансформаторите со EI и UI

јадра

Првите два се добиваат со накрсно редење на лимови кои имаат облик на латиничните букви E и I односно U и I ldquoCrdquo јадрата се прават од пресечени ленти свиткани во форма на латиничната буква C кои потоа се стегнати со посебна лента Ваквите јадра имаат помали загуби а работната индукција може да биде до 185Т Торусните јадра се прават со намотување во спирала лимена лента поради што ваквите трансформатори се одликуваат со уште помали загуби и со способност да работат со поголеми магнетни индукции ndash до 22Т Намотките на трансформаторите се изработуваат од бакарна жица изолирана со лак (Cul) За многу високи фреквенции понекогаш се користи бакарна посребрена жица или ВФ плетенка За намотување на трансформаторите се користи калемско тело од изолационен материјал (прешпан или пластика) освен кај торусните трансформатори каде навивките се намотуваат директно на јадрото преку изолација од импрегнирана хартија или пластична фолија Намотките се мотаат во слоеви и тоа прво примарната намотка а над неа секундарната намотка Помеѓу примарната и секундарната намотка се става изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а кај некои трансформатори тенка метална фолија која преку посебен извод треба да биде поврзана на заземјувањето со што дополнително се зголемува заштитата при прегорување на примарот и се намалуваат пречките што ги прави трансформаторот врз околните кола Кај EI јадрата и двете намотки се сместуваат на средниот столб а кај UI и C јадрата по половина на двата столба Кај торусните трансформатори намотките се намотани околу целото јадро Во некои случаи кај трансформаторите за пренос на сигнали (НФ или ВФ) намотките наместо во слоеви можат да бидат намотани во повеќе секции наизменично примарната и секундарната

Ознака a[mm] Ознака a[mm]EI 30 30 EI 108 108EI 38 38 EI 120 120EI 42 42 EI 150 150EI 48 48 UI 30 30EI 54 54 UI 39 39EI 60 60 UI 48 48EI 66 66 UI 60 60EI 75 75 UI 75 75EI 78 78 UI 90 90EI 84 84 UI 102 102EI 96 96

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Сл Шематски симболи на различни видови на трансформатори

Основната изведба на трансформаторот е со една примарна и една секундарна намотка За одредени намени постојат трансформатори со повеќе изводиИзводите од примарната намотка по правило треба да бидат одвоени од изводите на секундарната намотка (на две различни страни на калемското тело) и означени со вредноста на напоните или со редните броеви На телото на трансформаторот треба да бидат отпечатени главните податоци за него- типот на јадрото примарниот напон секундарниот напон секундарната моќност или струја и легенда за изводите

Видови на трансформатори

Трансорматорите можат да се поделат според многу критериуми Според бројот на намотките има

o Еднонамотни (автотрансформатори)o Двонамотниo Повеќенамотни

Според бројот на фазитеo Еднофазниo Повеќефазни

Според јадрото имаo Трансорматори со воздушноo Трансформатори со феромагнетно

Според материјалот јадрата се изработуваат одo Fe-Sio Fe-Nio Ферит

Според конструкцијата јадрата се изработуваат воo EI обликo UI обликo C облик

Според примената трансформаторите се делат наo Мрежниo Нискофреквентниo Високофреквентниo Трансформатори за прекинувачки извори за напојување

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Мрежни трансорматори ndash уште се нарекуваат и напојувачки трансформатори и служат за обезбедување на потребниот напон и моќност за електронските уреди Кај овие трансформатори примарот се приклучува на мрежниот напон и треба да биде димензиониран за неговата вредност ndash кај нас е 220V50Hz но за други држави може да биде 110V 115V 120V 230V или 240V (50Hz или 60Hz) Затоа некои трансформатори имаат изводи за повеќе мрежни напони но треба да се внимава при приклучувањето ndash ако примар предвиден за 110V се приклучи на 220V скоро сигурно ќе прегори Денешните електронски уреди главно работат со мали напони па затоа повеќето мрежни трансформатори имаат секундари предвидени за напони од 3V до 70V Освен обезбедување на потребниот напон за напојување мрежниот трансформатор има уште една функција а таа е да изврши галванско одвојување на напојуваниот уред од мрежниот напон Како мрежни трансформатори се користат двонамотни трансформатори (со одвоени примарни и секундарни намотки) а не автотрансформатори Галванското одвојување овозможува голем степен на заштита од мрежниот напон кој со својата големина е опасен како за напојуваниот уред така и за човекот што ракува со тој уред Јадрото на мрежните трансформатори најчесто е од EI тип и се изработува од лимови со дебелина oд 03 до 05mm направени од железо легирано со силициум (Fe-Si) Таквото јадро може да работи со максимална магнетна индукција од 1 до 12Т Денеска се повеќе се користат торусни трансформатори кои имаат повеќе предности ndash предизвикуваат помали електромагнетни пречки во околината а можат да работат со магнетна индукција до 22Т порадишто (при иста моќност) имаат помали димензии во однос на EI трансформаторите Мрежните трансорматори за помали моќности се залиени во пластика и се предвидени за монтажа на плочката со печатено коло а оние за поголеми моќности имаат метални држачи за да се зашрафат за кутијата на уредот За да се намалат електромагнетните пречки што трансформаторот ги прави во околината поквалитетните мрежни трансформатори имаат метален оклоп

Сл Мрежен трансформатор со EI лимови за монтажа на плочка мрежен трансформатор со EI лимови за поголема моќност мрежен трансформатор од C тип торусен мрежен трансформатор

Поквалитетните мрежни трансформатори имаат и заштита од прегревање која денеска е реализирана со PTC термистор кој сериски е приклучен на примарот и е во термички контакт со јадрото и намоткитеНискофреквентни (аудио) трансформатори ndash Основната намена на НФ трансформаторите е пренос на НФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во аудио уредите Постојат влезни и излезни аудио трансформатори Влезниот трансформатор служи за пренос на сигналот и прилагодување на влезниот уред (пример микрофонот) со влезот во засилувачот а излезниот служи за пренос на сигналот и прилагодување на излезот на засилувачот и звучникот Влезните се за мала моќност а излезните зависно од засилувачот можат да бидат со моќност и до неколку стотина вати НФ трансформаторите денес најчесто се сретнуваат во аудио засилувачите со електронски цевки и во старите транзисторски радио приемници со батериско напојување За разлика од мрежните трансформатори кои работат само при една фреквенција која е доста ниска (50 или 60Hz) НФ трансорматорите треба да работат во поширок опсег на фреквенции по можност во целиот аудио опсег од 20Hz до 20kHz Оваа задача не е воопшто лесна бидејќи со пораст на фреквенцијата растат загубите во јадрото а влијанието на паразитните капацитивности е се поизразено

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

СлВлезен и излезен НФ трансформатор и ВФ трансформатор со бои во радиоприемниците

ВФ трансформатори за радиоприемнициf функција Боја

455MHz

MF1MF2MF3

осцилатор

ЖолтаБелаЦрна

Црвена

107MHzMF1

MF2 или 3Зелена

ПортокаловаКафеава или црна

Јадрото кај овие трансформатори најчесто е од EI кои се направени од железо легирано со никел (Fe-Ni) се изработуваат од потенки лимови (03-01mm) Примарот и секундарот семотаат наизменично во повеќе слоеви (S-P-S-P-S-P)во две или повеќе секции а секој поквалитетен аудио трансформатор има и метален оклоп за заштита од надворешни електромагнетни пречкиВисокофреквентни трансформатори ndash служат за пренос на ВФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во ВФ уредите Зависно од положбата можат да бидат влезни излезни антенски меѓуфреквентниЗаради тоа што работат со сигнали со високи фреквенции (од неколку десетина kHz до неколку стотина MHz) нивната конструкција се разликува од претходните два типа Јадрото на ВФ трансформаторите се изработуваат од ферит а по облик може да биде торусно лончесто во форма на перла Изборот на јадрото освен од работната фреквенција зависи и од моќноста што треба да се пренесе Таа моќност треба да се изрази во WHz и тоа за најниската работна фреквенција а се разбира треба да се избере јадро што според каталошките податоци треба да ја издржи предвидената вредност При пренос на ВФ сигнали спрегата помеѓу примарот и секундарот не мора да биде многу јака па доста често намотките се одвоени или пак не се користи феритно јадро туку воздушно Намотките најчесто се прават од Cul жица но во одредени случаи и од посребрена бакарна жица или од тн ВФ плетенка Заради заштита од пречки скоро секогаш ВФ трансформаторите се оклопени со посебен оклоп или пак посебна конструкција на јадрото (торусно или лончесто)Постојат и трансформатори кои се сретнуваат во состав на радиоприемниците Нивната градба се состои од метален оклоп пластично калемско тело со намотки и феритно јадро во форма на завртка Нивната примена во радиоприемниците е означена со бојата на јадротоАнтенските трансформатори се користат за прилагодување на антената со антенскиот кабел и влезот на приемникот те излезот на предавателот Антенските трансформатори се изработуваат на торусно феритно јадро или на феритно јадро во форма на обична или двојна перла Трансформатори за прекинувачки извори за напојување ndash Трансформаторите во прекинувачките извори за напојување работат во импулсен режим Кај нив примарната струја се добива со наизменично прекинување и приклучување на еднонасочен напон на примарот што најчесто се прави со брзина од 15 до 100kHz Ваквите трансорматори при овие фреквенции треба да имаат помали загуби за да обезбедат добар трансфер на енергија Затоа се користат феритни јадра и тоа најчесто изработени од материјалот N27 или ferroxcube 3C8 Обично се користат јадра со EC или U облик а поретко торусни лончести или други Големината на

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

јадрото зависи од бараната секундарна моќност од работната фреквенција на прекинувачкиот извор Кај трансформаторите за оваа намена посебно внимание се посветува на изолацијата на намотките бидејќи некои од нив работат со импулсни напони од 1000V или повеќе

Сл Трансформатор за прекинувачки извори за напојување

Пресметување и изработка на мрежен трансформатор

Во електроничарската пракса најчесто се сретнуваат и се користат мрежните трансформатори и тоа најчесто со моќност до 500W Во ситуации кога не можеме да набавиме готов фабрички трансформатор со зададени параметри тогаш можеме самостојно да го пресметаме и изработиме Најраширена е употребата на мрежни трансформатори со јадро од EI тип па затоа ќе го изложиме методот и изработка само на овој тип мрежни трансформатори Пресметката е доста упростена со тоа што во равенките се земени во предвид карактериситките вообичаени за мрежните трансформатори од EI со употреба на Fe-Si лимови со дебелина од 05mm или 035mm максимална индукција во јадрото Bm=1Tdivide12T густина на струјата во бакарот J=255Amm2 Почетните податоци потребни за пресметка се вредноста на примарниот напон и неговата фреквенција (кај нас 220V50Hz) вредноста на секундарниот напон и вредноста на секундарната струја или секундарната моќност Ако се зададени US и IS тогаш прво ја наоѓаме секундарната моќност PS

Ако секундарот има повеќе изводи тогаш за US се зема најголемиот напон (помеѓу двата крајни изводи) а ако трансформаторот има повеќе секундарни намотки тогаш секундарната моќност е збир од одделните секундарни моќности

На основа на PS се пресметува ефективната површина на пресекот на јадрото

Se е ефективна површина на пресекот на јадрото те површина на магнетниот дел на јадротоПоради присутната изолација вистинската површина треба да биде околу 10 поголема

За да се употреби најмалку жица и со тоа да се намалат загубите во бакарот јадрото треба да има квадратен пресек што значи дека треба да се употреби пакет лимови чија вкупна дебелина ќе биде еднаква на широчината на средниот столб на јадрото Ширината на средниот столб е

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

а3 па за да се добие квадратен пресек треба да биде (а3)2=S од каде произлегува дека треба да се употребат лимови со основна димензија

Пресметаната вредност треба да се изрази во милиметри и да се земат лимови чија основна димензија е најблиску до пресметаната Бројот на навивки по еден волт се одредува од равенката

Па бројот на навивки на примарот тогаш е

Под оптоварување поради загубите во бакарот напонот на секундарот е нешто помал отколку при празен од (без потрошувач) Затоа во равенката за бројот на навивки на секундарот се внесува корективен коефициент Kn

Коефициентот Kn е поголем од еден и зависи од секундарната моќност како што е даден во табелата

Вака пресметаниот секундар при празен од ќе има нешто поголем напон од потребниот но со приклучен потрошувач ќе ја има зададената вредност на US За трансформатори со моќност од 25 до 300W ќе се направи занемарлива грешка ако за Kn се земе Kn=11 те

Моќноста на примарот зависи од степенот на корисно дејство

Степенот на корисно дејство зависи од секундарната моќност и може да се одреди од табелата

PS[W] 1000 500 300 200 100 50 30 20 10 5Кn 1025 1037 1048 1058 108 1115 114 118 125 136

PS[W] 3 10 25 50 100 1000η 06 07 08 085 09 095

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Дебелина на жицата на секундарот dS или d2[mm]3 Коефициент на трансформација ndash n се нарекува и преносен однос а се дефинира

како

Промената на напонот зависи правопорционално а промената на струјата обратнопропорционално од преносниот однос те од односот NPNS Тоа значи ако преносниот однос е 41 тогаш секундарниот напон ќе биде 4 пати помал од примарниот а истовремено секундарната струја ќе биде 4 пати поголема од примарнатаТрансформаторот се користи и за промена на импедансата ndash во тој случај коефициентот на трансформација се дефинира како

те

Промената на импедансата зависи од квадратот на преносниот однос ndash на пример ако преносниот однос е 51 тогаш импедансите изнесуваат 251 односно ако импеданста приклучена на секундарот изнесува 8Ω тогаш примарот на трансформаторот ќе се однесува како импеданса од 258=200Ω4 Број на навивки на еден волт ndash m Се дефинира како

Со помош на овој параметар при зададени вредности за UP и US лесно можеме да го одредиме потребниот број на навивки на примарот и секундарот5 Коефициент на полезно дејство ndash η Во идеален случај секундарната моќност е еднаква на примарната но во реалност секогаш е PSltPP Коефициентот на полезно дејство се дефинира како

те

Овој коефициент секогаш е помал од 1 (те помал од 100) и ни кажува колкав дел од вложената примарна моќност се добива на излезот односно индиректно ни кажува колкави се загубите на моќност во трансформаторот Причина за овие загуби се отпорноста на жицата (загуби во бакарот) и појавата на виорни струи во јадрото и неговата хистереза на магнетизација (загуби во јадрото) Најголеми загуби (30-40) имаат најмалите трансформатори (со PSlt10VA) додека пак поголемите трансформатори (со PSgt10VA) имаат загуби од 1 до 10 Тоа значи коефициентот η зависно од конструкцијата и моќноста на трансформаторот се движи од 06 до 099 те од 60 до 99

Трансформаторски јадра и намотки

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

За да се зголеми спрегата помеѓу примарот и секундарот и со тоа да се зголеми преносот на енергијата трансформаторите се изработуваат од јадра од феромагнетен материјал кој има посебен состав и конструкција со цел загубите во јадрото да бидат што помали Загубите во јадрото се намалуваат ако се користи феромагнетен материјал со потесна хистерезисна крива и ако се употребува за магнетни индукции помали од максималната вредност која предизвикува заситување Загубите поради виорни струи зависат правопорционално од квадратот на фреквенцијата на магнетното поле (те напонот или струјата) а обратнопропорционално од специфичната отпорност на феромагнетниот материјалот Затоа за трансформаторски јадра се користат материјали со голема специфична отпорност ndash железо легирано со силициум(Fe-Si) или железо легирано со никел (Fe-Ni) Поради истата причина јадрото не се прави од едно парче туку од повеќе тенки лимови (со дебелина од 05mm или помалку) кои се изолирани со лак или со постапка на оксидација или фосфатизација За трансформатори за пренос на сигнали со високи фреквенции или импулсен облик ни ваквите мерки не овозможуваат мали загуби па затоа во такви случаи се користат јадра од ферит Јадрото може да биде во најразлични облици но денес се сретнуваат јадра со ldquoEIrdquo ldquoUIrdquo или ldquoCrdquo облик а се повеќе се сретнуваат и торусни јадра

Сл Изглед на лимовите на трансформаторите со EI и UI

јадра

Првите два се добиваат со накрсно редење на лимови кои имаат облик на латиничните букви E и I односно U и I ldquoCrdquo јадрата се прават од пресечени ленти свиткани во форма на латиничната буква C кои потоа се стегнати со посебна лента Ваквите јадра имаат помали загуби а работната индукција може да биде до 185Т Торусните јадра се прават со намотување во спирала лимена лента поради што ваквите трансформатори се одликуваат со уште помали загуби и со способност да работат со поголеми магнетни индукции ndash до 22Т Намотките на трансформаторите се изработуваат од бакарна жица изолирана со лак (Cul) За многу високи фреквенции понекогаш се користи бакарна посребрена жица или ВФ плетенка За намотување на трансформаторите се користи калемско тело од изолационен материјал (прешпан или пластика) освен кај торусните трансформатори каде навивките се намотуваат директно на јадрото преку изолација од импрегнирана хартија или пластична фолија Намотките се мотаат во слоеви и тоа прво примарната намотка а над неа секундарната намотка Помеѓу примарната и секундарната намотка се става изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а кај некои трансформатори тенка метална фолија која преку посебен извод треба да биде поврзана на заземјувањето со што дополнително се зголемува заштитата при прегорување на примарот и се намалуваат пречките што ги прави трансформаторот врз околните кола Кај EI јадрата и двете намотки се сместуваат на средниот столб а кај UI и C јадрата по половина на двата столба Кај торусните трансформатори намотките се намотани околу целото јадро Во некои случаи кај трансформаторите за пренос на сигнали (НФ или ВФ) намотките наместо во слоеви можат да бидат намотани во повеќе секции наизменично примарната и секундарната

Ознака a[mm] Ознака a[mm]EI 30 30 EI 108 108EI 38 38 EI 120 120EI 42 42 EI 150 150EI 48 48 UI 30 30EI 54 54 UI 39 39EI 60 60 UI 48 48EI 66 66 UI 60 60EI 75 75 UI 75 75EI 78 78 UI 90 90EI 84 84 UI 102 102EI 96 96

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Сл Шематски симболи на различни видови на трансформатори

Основната изведба на трансформаторот е со една примарна и една секундарна намотка За одредени намени постојат трансформатори со повеќе изводиИзводите од примарната намотка по правило треба да бидат одвоени од изводите на секундарната намотка (на две различни страни на калемското тело) и означени со вредноста на напоните или со редните броеви На телото на трансформаторот треба да бидат отпечатени главните податоци за него- типот на јадрото примарниот напон секундарниот напон секундарната моќност или струја и легенда за изводите

Видови на трансформатори

Трансорматорите можат да се поделат според многу критериуми Според бројот на намотките има

o Еднонамотни (автотрансформатори)o Двонамотниo Повеќенамотни

Според бројот на фазитеo Еднофазниo Повеќефазни

Според јадрото имаo Трансорматори со воздушноo Трансформатори со феромагнетно

Според материјалот јадрата се изработуваат одo Fe-Sio Fe-Nio Ферит

Според конструкцијата јадрата се изработуваат воo EI обликo UI обликo C облик

Според примената трансформаторите се делат наo Мрежниo Нискофреквентниo Високофреквентниo Трансформатори за прекинувачки извори за напојување

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Мрежни трансорматори ndash уште се нарекуваат и напојувачки трансформатори и служат за обезбедување на потребниот напон и моќност за електронските уреди Кај овие трансформатори примарот се приклучува на мрежниот напон и треба да биде димензиониран за неговата вредност ndash кај нас е 220V50Hz но за други држави може да биде 110V 115V 120V 230V или 240V (50Hz или 60Hz) Затоа некои трансформатори имаат изводи за повеќе мрежни напони но треба да се внимава при приклучувањето ndash ако примар предвиден за 110V се приклучи на 220V скоро сигурно ќе прегори Денешните електронски уреди главно работат со мали напони па затоа повеќето мрежни трансформатори имаат секундари предвидени за напони од 3V до 70V Освен обезбедување на потребниот напон за напојување мрежниот трансформатор има уште една функција а таа е да изврши галванско одвојување на напојуваниот уред од мрежниот напон Како мрежни трансформатори се користат двонамотни трансформатори (со одвоени примарни и секундарни намотки) а не автотрансформатори Галванското одвојување овозможува голем степен на заштита од мрежниот напон кој со својата големина е опасен како за напојуваниот уред така и за човекот што ракува со тој уред Јадрото на мрежните трансформатори најчесто е од EI тип и се изработува од лимови со дебелина oд 03 до 05mm направени од железо легирано со силициум (Fe-Si) Таквото јадро може да работи со максимална магнетна индукција од 1 до 12Т Денеска се повеќе се користат торусни трансформатори кои имаат повеќе предности ndash предизвикуваат помали електромагнетни пречки во околината а можат да работат со магнетна индукција до 22Т порадишто (при иста моќност) имаат помали димензии во однос на EI трансформаторите Мрежните трансорматори за помали моќности се залиени во пластика и се предвидени за монтажа на плочката со печатено коло а оние за поголеми моќности имаат метални држачи за да се зашрафат за кутијата на уредот За да се намалат електромагнетните пречки што трансформаторот ги прави во околината поквалитетните мрежни трансформатори имаат метален оклоп

Сл Мрежен трансформатор со EI лимови за монтажа на плочка мрежен трансформатор со EI лимови за поголема моќност мрежен трансформатор од C тип торусен мрежен трансформатор

Поквалитетните мрежни трансформатори имаат и заштита од прегревање која денеска е реализирана со PTC термистор кој сериски е приклучен на примарот и е во термички контакт со јадрото и намоткитеНискофреквентни (аудио) трансформатори ndash Основната намена на НФ трансформаторите е пренос на НФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во аудио уредите Постојат влезни и излезни аудио трансформатори Влезниот трансформатор служи за пренос на сигналот и прилагодување на влезниот уред (пример микрофонот) со влезот во засилувачот а излезниот служи за пренос на сигналот и прилагодување на излезот на засилувачот и звучникот Влезните се за мала моќност а излезните зависно од засилувачот можат да бидат со моќност и до неколку стотина вати НФ трансформаторите денес најчесто се сретнуваат во аудио засилувачите со електронски цевки и во старите транзисторски радио приемници со батериско напојување За разлика од мрежните трансформатори кои работат само при една фреквенција која е доста ниска (50 или 60Hz) НФ трансорматорите треба да работат во поширок опсег на фреквенции по можност во целиот аудио опсег од 20Hz до 20kHz Оваа задача не е воопшто лесна бидејќи со пораст на фреквенцијата растат загубите во јадрото а влијанието на паразитните капацитивности е се поизразено

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

СлВлезен и излезен НФ трансформатор и ВФ трансформатор со бои во радиоприемниците

ВФ трансформатори за радиоприемнициf функција Боја

455MHz

MF1MF2MF3

осцилатор

ЖолтаБелаЦрна

Црвена

107MHzMF1

MF2 или 3Зелена

ПортокаловаКафеава или црна

Јадрото кај овие трансформатори најчесто е од EI кои се направени од железо легирано со никел (Fe-Ni) се изработуваат од потенки лимови (03-01mm) Примарот и секундарот семотаат наизменично во повеќе слоеви (S-P-S-P-S-P)во две или повеќе секции а секој поквалитетен аудио трансформатор има и метален оклоп за заштита од надворешни електромагнетни пречкиВисокофреквентни трансформатори ndash служат за пренос на ВФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во ВФ уредите Зависно од положбата можат да бидат влезни излезни антенски меѓуфреквентниЗаради тоа што работат со сигнали со високи фреквенции (од неколку десетина kHz до неколку стотина MHz) нивната конструкција се разликува од претходните два типа Јадрото на ВФ трансформаторите се изработуваат од ферит а по облик може да биде торусно лончесто во форма на перла Изборот на јадрото освен од работната фреквенција зависи и од моќноста што треба да се пренесе Таа моќност треба да се изрази во WHz и тоа за најниската работна фреквенција а се разбира треба да се избере јадро што според каталошките податоци треба да ја издржи предвидената вредност При пренос на ВФ сигнали спрегата помеѓу примарот и секундарот не мора да биде многу јака па доста често намотките се одвоени или пак не се користи феритно јадро туку воздушно Намотките најчесто се прават од Cul жица но во одредени случаи и од посребрена бакарна жица или од тн ВФ плетенка Заради заштита од пречки скоро секогаш ВФ трансформаторите се оклопени со посебен оклоп или пак посебна конструкција на јадрото (торусно или лончесто)Постојат и трансформатори кои се сретнуваат во состав на радиоприемниците Нивната градба се состои од метален оклоп пластично калемско тело со намотки и феритно јадро во форма на завртка Нивната примена во радиоприемниците е означена со бојата на јадротоАнтенските трансформатори се користат за прилагодување на антената со антенскиот кабел и влезот на приемникот те излезот на предавателот Антенските трансформатори се изработуваат на торусно феритно јадро или на феритно јадро во форма на обична или двојна перла Трансформатори за прекинувачки извори за напојување ndash Трансформаторите во прекинувачките извори за напојување работат во импулсен режим Кај нив примарната струја се добива со наизменично прекинување и приклучување на еднонасочен напон на примарот што најчесто се прави со брзина од 15 до 100kHz Ваквите трансорматори при овие фреквенции треба да имаат помали загуби за да обезбедат добар трансфер на енергија Затоа се користат феритни јадра и тоа најчесто изработени од материјалот N27 или ferroxcube 3C8 Обично се користат јадра со EC или U облик а поретко торусни лончести или други Големината на

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

јадрото зависи од бараната секундарна моќност од работната фреквенција на прекинувачкиот извор Кај трансформаторите за оваа намена посебно внимание се посветува на изолацијата на намотките бидејќи некои од нив работат со импулсни напони од 1000V или повеќе

Сл Трансформатор за прекинувачки извори за напојување

Пресметување и изработка на мрежен трансформатор

Во електроничарската пракса најчесто се сретнуваат и се користат мрежните трансформатори и тоа најчесто со моќност до 500W Во ситуации кога не можеме да набавиме готов фабрички трансформатор со зададени параметри тогаш можеме самостојно да го пресметаме и изработиме Најраширена е употребата на мрежни трансформатори со јадро од EI тип па затоа ќе го изложиме методот и изработка само на овој тип мрежни трансформатори Пресметката е доста упростена со тоа што во равенките се земени во предвид карактериситките вообичаени за мрежните трансформатори од EI со употреба на Fe-Si лимови со дебелина од 05mm или 035mm максимална индукција во јадрото Bm=1Tdivide12T густина на струјата во бакарот J=255Amm2 Почетните податоци потребни за пресметка се вредноста на примарниот напон и неговата фреквенција (кај нас 220V50Hz) вредноста на секундарниот напон и вредноста на секундарната струја или секундарната моќност Ако се зададени US и IS тогаш прво ја наоѓаме секундарната моќност PS

Ако секундарот има повеќе изводи тогаш за US се зема најголемиот напон (помеѓу двата крајни изводи) а ако трансформаторот има повеќе секундарни намотки тогаш секундарната моќност е збир од одделните секундарни моќности

На основа на PS се пресметува ефективната површина на пресекот на јадрото

Se е ефективна површина на пресекот на јадрото те површина на магнетниот дел на јадротоПоради присутната изолација вистинската површина треба да биде околу 10 поголема

За да се употреби најмалку жица и со тоа да се намалат загубите во бакарот јадрото треба да има квадратен пресек што значи дека треба да се употреби пакет лимови чија вкупна дебелина ќе биде еднаква на широчината на средниот столб на јадрото Ширината на средниот столб е

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

а3 па за да се добие квадратен пресек треба да биде (а3)2=S од каде произлегува дека треба да се употребат лимови со основна димензија

Пресметаната вредност треба да се изрази во милиметри и да се земат лимови чија основна димензија е најблиску до пресметаната Бројот на навивки по еден волт се одредува од равенката

Па бројот на навивки на примарот тогаш е

Под оптоварување поради загубите во бакарот напонот на секундарот е нешто помал отколку при празен од (без потрошувач) Затоа во равенката за бројот на навивки на секундарот се внесува корективен коефициент Kn

Коефициентот Kn е поголем од еден и зависи од секундарната моќност како што е даден во табелата

Вака пресметаниот секундар при празен од ќе има нешто поголем напон од потребниот но со приклучен потрошувач ќе ја има зададената вредност на US За трансформатори со моќност од 25 до 300W ќе се направи занемарлива грешка ако за Kn се земе Kn=11 те

Моќноста на примарот зависи од степенот на корисно дејство

Степенот на корисно дејство зависи од секундарната моќност и може да се одреди од табелата

PS[W] 1000 500 300 200 100 50 30 20 10 5Кn 1025 1037 1048 1058 108 1115 114 118 125 136

PS[W] 3 10 25 50 100 1000η 06 07 08 085 09 095

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

За да се зголеми спрегата помеѓу примарот и секундарот и со тоа да се зголеми преносот на енергијата трансформаторите се изработуваат од јадра од феромагнетен материјал кој има посебен состав и конструкција со цел загубите во јадрото да бидат што помали Загубите во јадрото се намалуваат ако се користи феромагнетен материјал со потесна хистерезисна крива и ако се употребува за магнетни индукции помали од максималната вредност која предизвикува заситување Загубите поради виорни струи зависат правопорционално од квадратот на фреквенцијата на магнетното поле (те напонот или струјата) а обратнопропорционално од специфичната отпорност на феромагнетниот материјалот Затоа за трансформаторски јадра се користат материјали со голема специфична отпорност ndash железо легирано со силициум(Fe-Si) или железо легирано со никел (Fe-Ni) Поради истата причина јадрото не се прави од едно парче туку од повеќе тенки лимови (со дебелина од 05mm или помалку) кои се изолирани со лак или со постапка на оксидација или фосфатизација За трансформатори за пренос на сигнали со високи фреквенции или импулсен облик ни ваквите мерки не овозможуваат мали загуби па затоа во такви случаи се користат јадра од ферит Јадрото може да биде во најразлични облици но денес се сретнуваат јадра со ldquoEIrdquo ldquoUIrdquo или ldquoCrdquo облик а се повеќе се сретнуваат и торусни јадра

Сл Изглед на лимовите на трансформаторите со EI и UI

јадра

Првите два се добиваат со накрсно редење на лимови кои имаат облик на латиничните букви E и I односно U и I ldquoCrdquo јадрата се прават од пресечени ленти свиткани во форма на латиничната буква C кои потоа се стегнати со посебна лента Ваквите јадра имаат помали загуби а работната индукција може да биде до 185Т Торусните јадра се прават со намотување во спирала лимена лента поради што ваквите трансформатори се одликуваат со уште помали загуби и со способност да работат со поголеми магнетни индукции ndash до 22Т Намотките на трансформаторите се изработуваат од бакарна жица изолирана со лак (Cul) За многу високи фреквенции понекогаш се користи бакарна посребрена жица или ВФ плетенка За намотување на трансформаторите се користи калемско тело од изолационен материјал (прешпан или пластика) освен кај торусните трансформатори каде навивките се намотуваат директно на јадрото преку изолација од импрегнирана хартија или пластична фолија Намотките се мотаат во слоеви и тоа прво примарната намотка а над неа секундарната намотка Помеѓу примарната и секундарната намотка се става изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а кај некои трансформатори тенка метална фолија која преку посебен извод треба да биде поврзана на заземјувањето со што дополнително се зголемува заштитата при прегорување на примарот и се намалуваат пречките што ги прави трансформаторот врз околните кола Кај EI јадрата и двете намотки се сместуваат на средниот столб а кај UI и C јадрата по половина на двата столба Кај торусните трансформатори намотките се намотани околу целото јадро Во некои случаи кај трансформаторите за пренос на сигнали (НФ или ВФ) намотките наместо во слоеви можат да бидат намотани во повеќе секции наизменично примарната и секундарната

Ознака a[mm] Ознака a[mm]EI 30 30 EI 108 108EI 38 38 EI 120 120EI 42 42 EI 150 150EI 48 48 UI 30 30EI 54 54 UI 39 39EI 60 60 UI 48 48EI 66 66 UI 60 60EI 75 75 UI 75 75EI 78 78 UI 90 90EI 84 84 UI 102 102EI 96 96

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Сл Шематски симболи на различни видови на трансформатори

Основната изведба на трансформаторот е со една примарна и една секундарна намотка За одредени намени постојат трансформатори со повеќе изводиИзводите од примарната намотка по правило треба да бидат одвоени од изводите на секундарната намотка (на две различни страни на калемското тело) и означени со вредноста на напоните или со редните броеви На телото на трансформаторот треба да бидат отпечатени главните податоци за него- типот на јадрото примарниот напон секундарниот напон секундарната моќност или струја и легенда за изводите

Видови на трансформатори

Трансорматорите можат да се поделат според многу критериуми Според бројот на намотките има

o Еднонамотни (автотрансформатори)o Двонамотниo Повеќенамотни

Според бројот на фазитеo Еднофазниo Повеќефазни

Според јадрото имаo Трансорматори со воздушноo Трансформатори со феромагнетно

Според материјалот јадрата се изработуваат одo Fe-Sio Fe-Nio Ферит

Според конструкцијата јадрата се изработуваат воo EI обликo UI обликo C облик

Според примената трансформаторите се делат наo Мрежниo Нискофреквентниo Високофреквентниo Трансформатори за прекинувачки извори за напојување

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Мрежни трансорматори ndash уште се нарекуваат и напојувачки трансформатори и служат за обезбедување на потребниот напон и моќност за електронските уреди Кај овие трансформатори примарот се приклучува на мрежниот напон и треба да биде димензиониран за неговата вредност ndash кај нас е 220V50Hz но за други држави може да биде 110V 115V 120V 230V или 240V (50Hz или 60Hz) Затоа некои трансформатори имаат изводи за повеќе мрежни напони но треба да се внимава при приклучувањето ndash ако примар предвиден за 110V се приклучи на 220V скоро сигурно ќе прегори Денешните електронски уреди главно работат со мали напони па затоа повеќето мрежни трансформатори имаат секундари предвидени за напони од 3V до 70V Освен обезбедување на потребниот напон за напојување мрежниот трансформатор има уште една функција а таа е да изврши галванско одвојување на напојуваниот уред од мрежниот напон Како мрежни трансформатори се користат двонамотни трансформатори (со одвоени примарни и секундарни намотки) а не автотрансформатори Галванското одвојување овозможува голем степен на заштита од мрежниот напон кој со својата големина е опасен како за напојуваниот уред така и за човекот што ракува со тој уред Јадрото на мрежните трансформатори најчесто е од EI тип и се изработува од лимови со дебелина oд 03 до 05mm направени од железо легирано со силициум (Fe-Si) Таквото јадро може да работи со максимална магнетна индукција од 1 до 12Т Денеска се повеќе се користат торусни трансформатори кои имаат повеќе предности ndash предизвикуваат помали електромагнетни пречки во околината а можат да работат со магнетна индукција до 22Т порадишто (при иста моќност) имаат помали димензии во однос на EI трансформаторите Мрежните трансорматори за помали моќности се залиени во пластика и се предвидени за монтажа на плочката со печатено коло а оние за поголеми моќности имаат метални држачи за да се зашрафат за кутијата на уредот За да се намалат електромагнетните пречки што трансформаторот ги прави во околината поквалитетните мрежни трансформатори имаат метален оклоп

Сл Мрежен трансформатор со EI лимови за монтажа на плочка мрежен трансформатор со EI лимови за поголема моќност мрежен трансформатор од C тип торусен мрежен трансформатор

Поквалитетните мрежни трансформатори имаат и заштита од прегревање која денеска е реализирана со PTC термистор кој сериски е приклучен на примарот и е во термички контакт со јадрото и намоткитеНискофреквентни (аудио) трансформатори ndash Основната намена на НФ трансформаторите е пренос на НФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во аудио уредите Постојат влезни и излезни аудио трансформатори Влезниот трансформатор служи за пренос на сигналот и прилагодување на влезниот уред (пример микрофонот) со влезот во засилувачот а излезниот служи за пренос на сигналот и прилагодување на излезот на засилувачот и звучникот Влезните се за мала моќност а излезните зависно од засилувачот можат да бидат со моќност и до неколку стотина вати НФ трансформаторите денес најчесто се сретнуваат во аудио засилувачите со електронски цевки и во старите транзисторски радио приемници со батериско напојување За разлика од мрежните трансформатори кои работат само при една фреквенција која е доста ниска (50 или 60Hz) НФ трансорматорите треба да работат во поширок опсег на фреквенции по можност во целиот аудио опсег од 20Hz до 20kHz Оваа задача не е воопшто лесна бидејќи со пораст на фреквенцијата растат загубите во јадрото а влијанието на паразитните капацитивности е се поизразено

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

СлВлезен и излезен НФ трансформатор и ВФ трансформатор со бои во радиоприемниците

ВФ трансформатори за радиоприемнициf функција Боја

455MHz

MF1MF2MF3

осцилатор

ЖолтаБелаЦрна

Црвена

107MHzMF1

MF2 или 3Зелена

ПортокаловаКафеава или црна

Јадрото кај овие трансформатори најчесто е од EI кои се направени од железо легирано со никел (Fe-Ni) се изработуваат од потенки лимови (03-01mm) Примарот и секундарот семотаат наизменично во повеќе слоеви (S-P-S-P-S-P)во две или повеќе секции а секој поквалитетен аудио трансформатор има и метален оклоп за заштита од надворешни електромагнетни пречкиВисокофреквентни трансформатори ndash служат за пренос на ВФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во ВФ уредите Зависно од положбата можат да бидат влезни излезни антенски меѓуфреквентниЗаради тоа што работат со сигнали со високи фреквенции (од неколку десетина kHz до неколку стотина MHz) нивната конструкција се разликува од претходните два типа Јадрото на ВФ трансформаторите се изработуваат од ферит а по облик може да биде торусно лончесто во форма на перла Изборот на јадрото освен од работната фреквенција зависи и од моќноста што треба да се пренесе Таа моќност треба да се изрази во WHz и тоа за најниската работна фреквенција а се разбира треба да се избере јадро што според каталошките податоци треба да ја издржи предвидената вредност При пренос на ВФ сигнали спрегата помеѓу примарот и секундарот не мора да биде многу јака па доста често намотките се одвоени или пак не се користи феритно јадро туку воздушно Намотките најчесто се прават од Cul жица но во одредени случаи и од посребрена бакарна жица или од тн ВФ плетенка Заради заштита од пречки скоро секогаш ВФ трансформаторите се оклопени со посебен оклоп или пак посебна конструкција на јадрото (торусно или лончесто)Постојат и трансформатори кои се сретнуваат во состав на радиоприемниците Нивната градба се состои од метален оклоп пластично калемско тело со намотки и феритно јадро во форма на завртка Нивната примена во радиоприемниците е означена со бојата на јадротоАнтенските трансформатори се користат за прилагодување на антената со антенскиот кабел и влезот на приемникот те излезот на предавателот Антенските трансформатори се изработуваат на торусно феритно јадро или на феритно јадро во форма на обична или двојна перла Трансформатори за прекинувачки извори за напојување ndash Трансформаторите во прекинувачките извори за напојување работат во импулсен режим Кај нив примарната струја се добива со наизменично прекинување и приклучување на еднонасочен напон на примарот што најчесто се прави со брзина од 15 до 100kHz Ваквите трансорматори при овие фреквенции треба да имаат помали загуби за да обезбедат добар трансфер на енергија Затоа се користат феритни јадра и тоа најчесто изработени од материјалот N27 или ferroxcube 3C8 Обично се користат јадра со EC или U облик а поретко торусни лончести или други Големината на

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

јадрото зависи од бараната секундарна моќност од работната фреквенција на прекинувачкиот извор Кај трансформаторите за оваа намена посебно внимание се посветува на изолацијата на намотките бидејќи некои од нив работат со импулсни напони од 1000V или повеќе

Сл Трансформатор за прекинувачки извори за напојување

Пресметување и изработка на мрежен трансформатор

Во електроничарската пракса најчесто се сретнуваат и се користат мрежните трансформатори и тоа најчесто со моќност до 500W Во ситуации кога не можеме да набавиме готов фабрички трансформатор со зададени параметри тогаш можеме самостојно да го пресметаме и изработиме Најраширена е употребата на мрежни трансформатори со јадро од EI тип па затоа ќе го изложиме методот и изработка само на овој тип мрежни трансформатори Пресметката е доста упростена со тоа што во равенките се земени во предвид карактериситките вообичаени за мрежните трансформатори од EI со употреба на Fe-Si лимови со дебелина од 05mm или 035mm максимална индукција во јадрото Bm=1Tdivide12T густина на струјата во бакарот J=255Amm2 Почетните податоци потребни за пресметка се вредноста на примарниот напон и неговата фреквенција (кај нас 220V50Hz) вредноста на секундарниот напон и вредноста на секундарната струја или секундарната моќност Ако се зададени US и IS тогаш прво ја наоѓаме секундарната моќност PS

Ако секундарот има повеќе изводи тогаш за US се зема најголемиот напон (помеѓу двата крајни изводи) а ако трансформаторот има повеќе секундарни намотки тогаш секундарната моќност е збир од одделните секундарни моќности

На основа на PS се пресметува ефективната површина на пресекот на јадрото

Se е ефективна површина на пресекот на јадрото те површина на магнетниот дел на јадротоПоради присутната изолација вистинската површина треба да биде околу 10 поголема

За да се употреби најмалку жица и со тоа да се намалат загубите во бакарот јадрото треба да има квадратен пресек што значи дека треба да се употреби пакет лимови чија вкупна дебелина ќе биде еднаква на широчината на средниот столб на јадрото Ширината на средниот столб е

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

а3 па за да се добие квадратен пресек треба да биде (а3)2=S од каде произлегува дека треба да се употребат лимови со основна димензија

Пресметаната вредност треба да се изрази во милиметри и да се земат лимови чија основна димензија е најблиску до пресметаната Бројот на навивки по еден волт се одредува од равенката

Па бројот на навивки на примарот тогаш е

Под оптоварување поради загубите во бакарот напонот на секундарот е нешто помал отколку при празен од (без потрошувач) Затоа во равенката за бројот на навивки на секундарот се внесува корективен коефициент Kn

Коефициентот Kn е поголем од еден и зависи од секундарната моќност како што е даден во табелата

Вака пресметаниот секундар при празен од ќе има нешто поголем напон од потребниот но со приклучен потрошувач ќе ја има зададената вредност на US За трансформатори со моќност од 25 до 300W ќе се направи занемарлива грешка ако за Kn се земе Kn=11 те

Моќноста на примарот зависи од степенот на корисно дејство

Степенот на корисно дејство зависи од секундарната моќност и може да се одреди од табелата

PS[W] 1000 500 300 200 100 50 30 20 10 5Кn 1025 1037 1048 1058 108 1115 114 118 125 136

PS[W] 3 10 25 50 100 1000η 06 07 08 085 09 095

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Сл Шематски симболи на различни видови на трансформатори

Основната изведба на трансформаторот е со една примарна и една секундарна намотка За одредени намени постојат трансформатори со повеќе изводиИзводите од примарната намотка по правило треба да бидат одвоени од изводите на секундарната намотка (на две различни страни на калемското тело) и означени со вредноста на напоните или со редните броеви На телото на трансформаторот треба да бидат отпечатени главните податоци за него- типот на јадрото примарниот напон секундарниот напон секундарната моќност или струја и легенда за изводите

Видови на трансформатори

Трансорматорите можат да се поделат според многу критериуми Според бројот на намотките има

o Еднонамотни (автотрансформатори)o Двонамотниo Повеќенамотни

Според бројот на фазитеo Еднофазниo Повеќефазни

Според јадрото имаo Трансорматори со воздушноo Трансформатори со феромагнетно

Според материјалот јадрата се изработуваат одo Fe-Sio Fe-Nio Ферит

Според конструкцијата јадрата се изработуваат воo EI обликo UI обликo C облик

Според примената трансформаторите се делат наo Мрежниo Нискофреквентниo Високофреквентниo Трансформатори за прекинувачки извори за напојување

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Мрежни трансорматори ndash уште се нарекуваат и напојувачки трансформатори и служат за обезбедување на потребниот напон и моќност за електронските уреди Кај овие трансформатори примарот се приклучува на мрежниот напон и треба да биде димензиониран за неговата вредност ndash кај нас е 220V50Hz но за други држави може да биде 110V 115V 120V 230V или 240V (50Hz или 60Hz) Затоа некои трансформатори имаат изводи за повеќе мрежни напони но треба да се внимава при приклучувањето ndash ако примар предвиден за 110V се приклучи на 220V скоро сигурно ќе прегори Денешните електронски уреди главно работат со мали напони па затоа повеќето мрежни трансформатори имаат секундари предвидени за напони од 3V до 70V Освен обезбедување на потребниот напон за напојување мрежниот трансформатор има уште една функција а таа е да изврши галванско одвојување на напојуваниот уред од мрежниот напон Како мрежни трансформатори се користат двонамотни трансформатори (со одвоени примарни и секундарни намотки) а не автотрансформатори Галванското одвојување овозможува голем степен на заштита од мрежниот напон кој со својата големина е опасен како за напојуваниот уред така и за човекот што ракува со тој уред Јадрото на мрежните трансформатори најчесто е од EI тип и се изработува од лимови со дебелина oд 03 до 05mm направени од железо легирано со силициум (Fe-Si) Таквото јадро може да работи со максимална магнетна индукција од 1 до 12Т Денеска се повеќе се користат торусни трансформатори кои имаат повеќе предности ndash предизвикуваат помали електромагнетни пречки во околината а можат да работат со магнетна индукција до 22Т порадишто (при иста моќност) имаат помали димензии во однос на EI трансформаторите Мрежните трансорматори за помали моќности се залиени во пластика и се предвидени за монтажа на плочката со печатено коло а оние за поголеми моќности имаат метални држачи за да се зашрафат за кутијата на уредот За да се намалат електромагнетните пречки што трансформаторот ги прави во околината поквалитетните мрежни трансформатори имаат метален оклоп

Сл Мрежен трансформатор со EI лимови за монтажа на плочка мрежен трансформатор со EI лимови за поголема моќност мрежен трансформатор од C тип торусен мрежен трансформатор

Поквалитетните мрежни трансформатори имаат и заштита од прегревање која денеска е реализирана со PTC термистор кој сериски е приклучен на примарот и е во термички контакт со јадрото и намоткитеНискофреквентни (аудио) трансформатори ndash Основната намена на НФ трансформаторите е пренос на НФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во аудио уредите Постојат влезни и излезни аудио трансформатори Влезниот трансформатор служи за пренос на сигналот и прилагодување на влезниот уред (пример микрофонот) со влезот во засилувачот а излезниот служи за пренос на сигналот и прилагодување на излезот на засилувачот и звучникот Влезните се за мала моќност а излезните зависно од засилувачот можат да бидат со моќност и до неколку стотина вати НФ трансформаторите денес најчесто се сретнуваат во аудио засилувачите со електронски цевки и во старите транзисторски радио приемници со батериско напојување За разлика од мрежните трансформатори кои работат само при една фреквенција која е доста ниска (50 или 60Hz) НФ трансорматорите треба да работат во поширок опсег на фреквенции по можност во целиот аудио опсег од 20Hz до 20kHz Оваа задача не е воопшто лесна бидејќи со пораст на фреквенцијата растат загубите во јадрото а влијанието на паразитните капацитивности е се поизразено

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

СлВлезен и излезен НФ трансформатор и ВФ трансформатор со бои во радиоприемниците

ВФ трансформатори за радиоприемнициf функција Боја

455MHz

MF1MF2MF3

осцилатор

ЖолтаБелаЦрна

Црвена

107MHzMF1

MF2 или 3Зелена

ПортокаловаКафеава или црна

Јадрото кај овие трансформатори најчесто е од EI кои се направени од железо легирано со никел (Fe-Ni) се изработуваат од потенки лимови (03-01mm) Примарот и секундарот семотаат наизменично во повеќе слоеви (S-P-S-P-S-P)во две или повеќе секции а секој поквалитетен аудио трансформатор има и метален оклоп за заштита од надворешни електромагнетни пречкиВисокофреквентни трансформатори ndash служат за пренос на ВФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во ВФ уредите Зависно од положбата можат да бидат влезни излезни антенски меѓуфреквентниЗаради тоа што работат со сигнали со високи фреквенции (од неколку десетина kHz до неколку стотина MHz) нивната конструкција се разликува од претходните два типа Јадрото на ВФ трансформаторите се изработуваат од ферит а по облик може да биде торусно лончесто во форма на перла Изборот на јадрото освен од работната фреквенција зависи и од моќноста што треба да се пренесе Таа моќност треба да се изрази во WHz и тоа за најниската работна фреквенција а се разбира треба да се избере јадро што според каталошките податоци треба да ја издржи предвидената вредност При пренос на ВФ сигнали спрегата помеѓу примарот и секундарот не мора да биде многу јака па доста често намотките се одвоени или пак не се користи феритно јадро туку воздушно Намотките најчесто се прават од Cul жица но во одредени случаи и од посребрена бакарна жица или од тн ВФ плетенка Заради заштита од пречки скоро секогаш ВФ трансформаторите се оклопени со посебен оклоп или пак посебна конструкција на јадрото (торусно или лончесто)Постојат и трансформатори кои се сретнуваат во состав на радиоприемниците Нивната градба се состои од метален оклоп пластично калемско тело со намотки и феритно јадро во форма на завртка Нивната примена во радиоприемниците е означена со бојата на јадротоАнтенските трансформатори се користат за прилагодување на антената со антенскиот кабел и влезот на приемникот те излезот на предавателот Антенските трансформатори се изработуваат на торусно феритно јадро или на феритно јадро во форма на обична или двојна перла Трансформатори за прекинувачки извори за напојување ndash Трансформаторите во прекинувачките извори за напојување работат во импулсен режим Кај нив примарната струја се добива со наизменично прекинување и приклучување на еднонасочен напон на примарот што најчесто се прави со брзина од 15 до 100kHz Ваквите трансорматори при овие фреквенции треба да имаат помали загуби за да обезбедат добар трансфер на енергија Затоа се користат феритни јадра и тоа најчесто изработени од материјалот N27 или ferroxcube 3C8 Обично се користат јадра со EC или U облик а поретко торусни лончести или други Големината на

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

јадрото зависи од бараната секундарна моќност од работната фреквенција на прекинувачкиот извор Кај трансформаторите за оваа намена посебно внимание се посветува на изолацијата на намотките бидејќи некои од нив работат со импулсни напони од 1000V или повеќе

Сл Трансформатор за прекинувачки извори за напојување

Пресметување и изработка на мрежен трансформатор

Во електроничарската пракса најчесто се сретнуваат и се користат мрежните трансформатори и тоа најчесто со моќност до 500W Во ситуации кога не можеме да набавиме готов фабрички трансформатор со зададени параметри тогаш можеме самостојно да го пресметаме и изработиме Најраширена е употребата на мрежни трансформатори со јадро од EI тип па затоа ќе го изложиме методот и изработка само на овој тип мрежни трансформатори Пресметката е доста упростена со тоа што во равенките се земени во предвид карактериситките вообичаени за мрежните трансформатори од EI со употреба на Fe-Si лимови со дебелина од 05mm или 035mm максимална индукција во јадрото Bm=1Tdivide12T густина на струјата во бакарот J=255Amm2 Почетните податоци потребни за пресметка се вредноста на примарниот напон и неговата фреквенција (кај нас 220V50Hz) вредноста на секундарниот напон и вредноста на секундарната струја или секундарната моќност Ако се зададени US и IS тогаш прво ја наоѓаме секундарната моќност PS

Ако секундарот има повеќе изводи тогаш за US се зема најголемиот напон (помеѓу двата крајни изводи) а ако трансформаторот има повеќе секундарни намотки тогаш секундарната моќност е збир од одделните секундарни моќности

На основа на PS се пресметува ефективната површина на пресекот на јадрото

Se е ефективна површина на пресекот на јадрото те површина на магнетниот дел на јадротоПоради присутната изолација вистинската површина треба да биде околу 10 поголема

За да се употреби најмалку жица и со тоа да се намалат загубите во бакарот јадрото треба да има квадратен пресек што значи дека треба да се употреби пакет лимови чија вкупна дебелина ќе биде еднаква на широчината на средниот столб на јадрото Ширината на средниот столб е

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

а3 па за да се добие квадратен пресек треба да биде (а3)2=S од каде произлегува дека треба да се употребат лимови со основна димензија

Пресметаната вредност треба да се изрази во милиметри и да се земат лимови чија основна димензија е најблиску до пресметаната Бројот на навивки по еден волт се одредува од равенката

Па бројот на навивки на примарот тогаш е

Под оптоварување поради загубите во бакарот напонот на секундарот е нешто помал отколку при празен од (без потрошувач) Затоа во равенката за бројот на навивки на секундарот се внесува корективен коефициент Kn

Коефициентот Kn е поголем од еден и зависи од секундарната моќност како што е даден во табелата

Вака пресметаниот секундар при празен од ќе има нешто поголем напон од потребниот но со приклучен потрошувач ќе ја има зададената вредност на US За трансформатори со моќност од 25 до 300W ќе се направи занемарлива грешка ако за Kn се земе Kn=11 те

Моќноста на примарот зависи од степенот на корисно дејство

Степенот на корисно дејство зависи од секундарната моќност и може да се одреди од табелата

PS[W] 1000 500 300 200 100 50 30 20 10 5Кn 1025 1037 1048 1058 108 1115 114 118 125 136

PS[W] 3 10 25 50 100 1000η 06 07 08 085 09 095

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Мрежни трансорматори ndash уште се нарекуваат и напојувачки трансформатори и служат за обезбедување на потребниот напон и моќност за електронските уреди Кај овие трансформатори примарот се приклучува на мрежниот напон и треба да биде димензиониран за неговата вредност ndash кај нас е 220V50Hz но за други држави може да биде 110V 115V 120V 230V или 240V (50Hz или 60Hz) Затоа некои трансформатори имаат изводи за повеќе мрежни напони но треба да се внимава при приклучувањето ndash ако примар предвиден за 110V се приклучи на 220V скоро сигурно ќе прегори Денешните електронски уреди главно работат со мали напони па затоа повеќето мрежни трансформатори имаат секундари предвидени за напони од 3V до 70V Освен обезбедување на потребниот напон за напојување мрежниот трансформатор има уште една функција а таа е да изврши галванско одвојување на напојуваниот уред од мрежниот напон Како мрежни трансформатори се користат двонамотни трансформатори (со одвоени примарни и секундарни намотки) а не автотрансформатори Галванското одвојување овозможува голем степен на заштита од мрежниот напон кој со својата големина е опасен како за напојуваниот уред така и за човекот што ракува со тој уред Јадрото на мрежните трансформатори најчесто е од EI тип и се изработува од лимови со дебелина oд 03 до 05mm направени од железо легирано со силициум (Fe-Si) Таквото јадро може да работи со максимална магнетна индукција од 1 до 12Т Денеска се повеќе се користат торусни трансформатори кои имаат повеќе предности ndash предизвикуваат помали електромагнетни пречки во околината а можат да работат со магнетна индукција до 22Т порадишто (при иста моќност) имаат помали димензии во однос на EI трансформаторите Мрежните трансорматори за помали моќности се залиени во пластика и се предвидени за монтажа на плочката со печатено коло а оние за поголеми моќности имаат метални држачи за да се зашрафат за кутијата на уредот За да се намалат електромагнетните пречки што трансформаторот ги прави во околината поквалитетните мрежни трансформатори имаат метален оклоп

Сл Мрежен трансформатор со EI лимови за монтажа на плочка мрежен трансформатор со EI лимови за поголема моќност мрежен трансформатор од C тип торусен мрежен трансформатор

Поквалитетните мрежни трансформатори имаат и заштита од прегревање која денеска е реализирана со PTC термистор кој сериски е приклучен на примарот и е во термички контакт со јадрото и намоткитеНискофреквентни (аудио) трансформатори ndash Основната намена на НФ трансформаторите е пренос на НФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во аудио уредите Постојат влезни и излезни аудио трансформатори Влезниот трансформатор служи за пренос на сигналот и прилагодување на влезниот уред (пример микрофонот) со влезот во засилувачот а излезниот служи за пренос на сигналот и прилагодување на излезот на засилувачот и звучникот Влезните се за мала моќност а излезните зависно од засилувачот можат да бидат со моќност и до неколку стотина вати НФ трансформаторите денес најчесто се сретнуваат во аудио засилувачите со електронски цевки и во старите транзисторски радио приемници со батериско напојување За разлика од мрежните трансформатори кои работат само при една фреквенција која е доста ниска (50 или 60Hz) НФ трансорматорите треба да работат во поширок опсег на фреквенции по можност во целиот аудио опсег од 20Hz до 20kHz Оваа задача не е воопшто лесна бидејќи со пораст на фреквенцијата растат загубите во јадрото а влијанието на паразитните капацитивности е се поизразено

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

СлВлезен и излезен НФ трансформатор и ВФ трансформатор со бои во радиоприемниците

ВФ трансформатори за радиоприемнициf функција Боја

455MHz

MF1MF2MF3

осцилатор

ЖолтаБелаЦрна

Црвена

107MHzMF1

MF2 или 3Зелена

ПортокаловаКафеава или црна

Јадрото кај овие трансформатори најчесто е од EI кои се направени од железо легирано со никел (Fe-Ni) се изработуваат од потенки лимови (03-01mm) Примарот и секундарот семотаат наизменично во повеќе слоеви (S-P-S-P-S-P)во две или повеќе секции а секој поквалитетен аудио трансформатор има и метален оклоп за заштита од надворешни електромагнетни пречкиВисокофреквентни трансформатори ndash служат за пренос на ВФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во ВФ уредите Зависно од положбата можат да бидат влезни излезни антенски меѓуфреквентниЗаради тоа што работат со сигнали со високи фреквенции (од неколку десетина kHz до неколку стотина MHz) нивната конструкција се разликува од претходните два типа Јадрото на ВФ трансформаторите се изработуваат од ферит а по облик може да биде торусно лончесто во форма на перла Изборот на јадрото освен од работната фреквенција зависи и од моќноста што треба да се пренесе Таа моќност треба да се изрази во WHz и тоа за најниската работна фреквенција а се разбира треба да се избере јадро што според каталошките податоци треба да ја издржи предвидената вредност При пренос на ВФ сигнали спрегата помеѓу примарот и секундарот не мора да биде многу јака па доста често намотките се одвоени или пак не се користи феритно јадро туку воздушно Намотките најчесто се прават од Cul жица но во одредени случаи и од посребрена бакарна жица или од тн ВФ плетенка Заради заштита од пречки скоро секогаш ВФ трансформаторите се оклопени со посебен оклоп или пак посебна конструкција на јадрото (торусно или лончесто)Постојат и трансформатори кои се сретнуваат во состав на радиоприемниците Нивната градба се состои од метален оклоп пластично калемско тело со намотки и феритно јадро во форма на завртка Нивната примена во радиоприемниците е означена со бојата на јадротоАнтенските трансформатори се користат за прилагодување на антената со антенскиот кабел и влезот на приемникот те излезот на предавателот Антенските трансформатори се изработуваат на торусно феритно јадро или на феритно јадро во форма на обична или двојна перла Трансформатори за прекинувачки извори за напојување ndash Трансформаторите во прекинувачките извори за напојување работат во импулсен режим Кај нив примарната струја се добива со наизменично прекинување и приклучување на еднонасочен напон на примарот што најчесто се прави со брзина од 15 до 100kHz Ваквите трансорматори при овие фреквенции треба да имаат помали загуби за да обезбедат добар трансфер на енергија Затоа се користат феритни јадра и тоа најчесто изработени од материјалот N27 или ferroxcube 3C8 Обично се користат јадра со EC или U облик а поретко торусни лончести или други Големината на

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

јадрото зависи од бараната секундарна моќност од работната фреквенција на прекинувачкиот извор Кај трансформаторите за оваа намена посебно внимание се посветува на изолацијата на намотките бидејќи некои од нив работат со импулсни напони од 1000V или повеќе

Сл Трансформатор за прекинувачки извори за напојување

Пресметување и изработка на мрежен трансформатор

Во електроничарската пракса најчесто се сретнуваат и се користат мрежните трансформатори и тоа најчесто со моќност до 500W Во ситуации кога не можеме да набавиме готов фабрички трансформатор со зададени параметри тогаш можеме самостојно да го пресметаме и изработиме Најраширена е употребата на мрежни трансформатори со јадро од EI тип па затоа ќе го изложиме методот и изработка само на овој тип мрежни трансформатори Пресметката е доста упростена со тоа што во равенките се земени во предвид карактериситките вообичаени за мрежните трансформатори од EI со употреба на Fe-Si лимови со дебелина од 05mm или 035mm максимална индукција во јадрото Bm=1Tdivide12T густина на струјата во бакарот J=255Amm2 Почетните податоци потребни за пресметка се вредноста на примарниот напон и неговата фреквенција (кај нас 220V50Hz) вредноста на секундарниот напон и вредноста на секундарната струја или секундарната моќност Ако се зададени US и IS тогаш прво ја наоѓаме секундарната моќност PS

Ако секундарот има повеќе изводи тогаш за US се зема најголемиот напон (помеѓу двата крајни изводи) а ако трансформаторот има повеќе секундарни намотки тогаш секундарната моќност е збир од одделните секундарни моќности

На основа на PS се пресметува ефективната површина на пресекот на јадрото

Se е ефективна површина на пресекот на јадрото те површина на магнетниот дел на јадротоПоради присутната изолација вистинската површина треба да биде околу 10 поголема

За да се употреби најмалку жица и со тоа да се намалат загубите во бакарот јадрото треба да има квадратен пресек што значи дека треба да се употреби пакет лимови чија вкупна дебелина ќе биде еднаква на широчината на средниот столб на јадрото Ширината на средниот столб е

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

а3 па за да се добие квадратен пресек треба да биде (а3)2=S од каде произлегува дека треба да се употребат лимови со основна димензија

Пресметаната вредност треба да се изрази во милиметри и да се земат лимови чија основна димензија е најблиску до пресметаната Бројот на навивки по еден волт се одредува од равенката

Па бројот на навивки на примарот тогаш е

Под оптоварување поради загубите во бакарот напонот на секундарот е нешто помал отколку при празен од (без потрошувач) Затоа во равенката за бројот на навивки на секундарот се внесува корективен коефициент Kn

Коефициентот Kn е поголем од еден и зависи од секундарната моќност како што е даден во табелата

Вака пресметаниот секундар при празен од ќе има нешто поголем напон од потребниот но со приклучен потрошувач ќе ја има зададената вредност на US За трансформатори со моќност од 25 до 300W ќе се направи занемарлива грешка ако за Kn се земе Kn=11 те

Моќноста на примарот зависи од степенот на корисно дејство

Степенот на корисно дејство зависи од секундарната моќност и може да се одреди од табелата

PS[W] 1000 500 300 200 100 50 30 20 10 5Кn 1025 1037 1048 1058 108 1115 114 118 125 136

PS[W] 3 10 25 50 100 1000η 06 07 08 085 09 095

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

СлВлезен и излезен НФ трансформатор и ВФ трансформатор со бои во радиоприемниците

ВФ трансформатори за радиоприемнициf функција Боја

455MHz

MF1MF2MF3

осцилатор

ЖолтаБелаЦрна

Црвена

107MHzMF1

MF2 или 3Зелена

ПортокаловаКафеава или црна

Јадрото кај овие трансформатори најчесто е од EI кои се направени од железо легирано со никел (Fe-Ni) се изработуваат од потенки лимови (03-01mm) Примарот и секундарот семотаат наизменично во повеќе слоеви (S-P-S-P-S-P)во две или повеќе секции а секој поквалитетен аудио трансформатор има и метален оклоп за заштита од надворешни електромагнетни пречкиВисокофреквентни трансформатори ndash служат за пренос на ВФ сигнали и прилагодување на импеданси помеѓу одделни степени во ВФ уредите Зависно од положбата можат да бидат влезни излезни антенски меѓуфреквентниЗаради тоа што работат со сигнали со високи фреквенции (од неколку десетина kHz до неколку стотина MHz) нивната конструкција се разликува од претходните два типа Јадрото на ВФ трансформаторите се изработуваат од ферит а по облик може да биде торусно лончесто во форма на перла Изборот на јадрото освен од работната фреквенција зависи и од моќноста што треба да се пренесе Таа моќност треба да се изрази во WHz и тоа за најниската работна фреквенција а се разбира треба да се избере јадро што според каталошките податоци треба да ја издржи предвидената вредност При пренос на ВФ сигнали спрегата помеѓу примарот и секундарот не мора да биде многу јака па доста често намотките се одвоени или пак не се користи феритно јадро туку воздушно Намотките најчесто се прават од Cul жица но во одредени случаи и од посребрена бакарна жица или од тн ВФ плетенка Заради заштита од пречки скоро секогаш ВФ трансформаторите се оклопени со посебен оклоп или пак посебна конструкција на јадрото (торусно или лончесто)Постојат и трансформатори кои се сретнуваат во состав на радиоприемниците Нивната градба се состои од метален оклоп пластично калемско тело со намотки и феритно јадро во форма на завртка Нивната примена во радиоприемниците е означена со бојата на јадротоАнтенските трансформатори се користат за прилагодување на антената со антенскиот кабел и влезот на приемникот те излезот на предавателот Антенските трансформатори се изработуваат на торусно феритно јадро или на феритно јадро во форма на обична или двојна перла Трансформатори за прекинувачки извори за напојување ndash Трансформаторите во прекинувачките извори за напојување работат во импулсен режим Кај нив примарната струја се добива со наизменично прекинување и приклучување на еднонасочен напон на примарот што најчесто се прави со брзина од 15 до 100kHz Ваквите трансорматори при овие фреквенции треба да имаат помали загуби за да обезбедат добар трансфер на енергија Затоа се користат феритни јадра и тоа најчесто изработени од материјалот N27 или ferroxcube 3C8 Обично се користат јадра со EC или U облик а поретко торусни лончести или други Големината на

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

јадрото зависи од бараната секундарна моќност од работната фреквенција на прекинувачкиот извор Кај трансформаторите за оваа намена посебно внимание се посветува на изолацијата на намотките бидејќи некои од нив работат со импулсни напони од 1000V или повеќе

Сл Трансформатор за прекинувачки извори за напојување

Пресметување и изработка на мрежен трансформатор

Во електроничарската пракса најчесто се сретнуваат и се користат мрежните трансформатори и тоа најчесто со моќност до 500W Во ситуации кога не можеме да набавиме готов фабрички трансформатор со зададени параметри тогаш можеме самостојно да го пресметаме и изработиме Најраширена е употребата на мрежни трансформатори со јадро од EI тип па затоа ќе го изложиме методот и изработка само на овој тип мрежни трансформатори Пресметката е доста упростена со тоа што во равенките се земени во предвид карактериситките вообичаени за мрежните трансформатори од EI со употреба на Fe-Si лимови со дебелина од 05mm или 035mm максимална индукција во јадрото Bm=1Tdivide12T густина на струјата во бакарот J=255Amm2 Почетните податоци потребни за пресметка се вредноста на примарниот напон и неговата фреквенција (кај нас 220V50Hz) вредноста на секундарниот напон и вредноста на секундарната струја или секундарната моќност Ако се зададени US и IS тогаш прво ја наоѓаме секундарната моќност PS

Ако секундарот има повеќе изводи тогаш за US се зема најголемиот напон (помеѓу двата крајни изводи) а ако трансформаторот има повеќе секундарни намотки тогаш секундарната моќност е збир од одделните секундарни моќности

На основа на PS се пресметува ефективната површина на пресекот на јадрото

Se е ефективна површина на пресекот на јадрото те површина на магнетниот дел на јадротоПоради присутната изолација вистинската површина треба да биде околу 10 поголема

За да се употреби најмалку жица и со тоа да се намалат загубите во бакарот јадрото треба да има квадратен пресек што значи дека треба да се употреби пакет лимови чија вкупна дебелина ќе биде еднаква на широчината на средниот столб на јадрото Ширината на средниот столб е

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

а3 па за да се добие квадратен пресек треба да биде (а3)2=S од каде произлегува дека треба да се употребат лимови со основна димензија

Пресметаната вредност треба да се изрази во милиметри и да се земат лимови чија основна димензија е најблиску до пресметаната Бројот на навивки по еден волт се одредува од равенката

Па бројот на навивки на примарот тогаш е

Под оптоварување поради загубите во бакарот напонот на секундарот е нешто помал отколку при празен од (без потрошувач) Затоа во равенката за бројот на навивки на секундарот се внесува корективен коефициент Kn

Коефициентот Kn е поголем од еден и зависи од секундарната моќност како што е даден во табелата

Вака пресметаниот секундар при празен од ќе има нешто поголем напон од потребниот но со приклучен потрошувач ќе ја има зададената вредност на US За трансформатори со моќност од 25 до 300W ќе се направи занемарлива грешка ако за Kn се земе Kn=11 те

Моќноста на примарот зависи од степенот на корисно дејство

Степенот на корисно дејство зависи од секундарната моќност и може да се одреди од табелата

PS[W] 1000 500 300 200 100 50 30 20 10 5Кn 1025 1037 1048 1058 108 1115 114 118 125 136

PS[W] 3 10 25 50 100 1000η 06 07 08 085 09 095

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

јадрото зависи од бараната секундарна моќност од работната фреквенција на прекинувачкиот извор Кај трансформаторите за оваа намена посебно внимание се посветува на изолацијата на намотките бидејќи некои од нив работат со импулсни напони од 1000V или повеќе

Сл Трансформатор за прекинувачки извори за напојување

Пресметување и изработка на мрежен трансформатор

Во електроничарската пракса најчесто се сретнуваат и се користат мрежните трансформатори и тоа најчесто со моќност до 500W Во ситуации кога не можеме да набавиме готов фабрички трансформатор со зададени параметри тогаш можеме самостојно да го пресметаме и изработиме Најраширена е употребата на мрежни трансформатори со јадро од EI тип па затоа ќе го изложиме методот и изработка само на овој тип мрежни трансформатори Пресметката е доста упростена со тоа што во равенките се земени во предвид карактериситките вообичаени за мрежните трансформатори од EI со употреба на Fe-Si лимови со дебелина од 05mm или 035mm максимална индукција во јадрото Bm=1Tdivide12T густина на струјата во бакарот J=255Amm2 Почетните податоци потребни за пресметка се вредноста на примарниот напон и неговата фреквенција (кај нас 220V50Hz) вредноста на секундарниот напон и вредноста на секундарната струја или секундарната моќност Ако се зададени US и IS тогаш прво ја наоѓаме секундарната моќност PS

Ако секундарот има повеќе изводи тогаш за US се зема најголемиот напон (помеѓу двата крајни изводи) а ако трансформаторот има повеќе секундарни намотки тогаш секундарната моќност е збир од одделните секундарни моќности

На основа на PS се пресметува ефективната површина на пресекот на јадрото

Se е ефективна површина на пресекот на јадрото те површина на магнетниот дел на јадротоПоради присутната изолација вистинската површина треба да биде околу 10 поголема

За да се употреби најмалку жица и со тоа да се намалат загубите во бакарот јадрото треба да има квадратен пресек што значи дека треба да се употреби пакет лимови чија вкупна дебелина ќе биде еднаква на широчината на средниот столб на јадрото Ширината на средниот столб е

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

а3 па за да се добие квадратен пресек треба да биде (а3)2=S од каде произлегува дека треба да се употребат лимови со основна димензија

Пресметаната вредност треба да се изрази во милиметри и да се земат лимови чија основна димензија е најблиску до пресметаната Бројот на навивки по еден волт се одредува од равенката

Па бројот на навивки на примарот тогаш е

Под оптоварување поради загубите во бакарот напонот на секундарот е нешто помал отколку при празен од (без потрошувач) Затоа во равенката за бројот на навивки на секундарот се внесува корективен коефициент Kn

Коефициентот Kn е поголем од еден и зависи од секундарната моќност како што е даден во табелата

Вака пресметаниот секундар при празен од ќе има нешто поголем напон од потребниот но со приклучен потрошувач ќе ја има зададената вредност на US За трансформатори со моќност од 25 до 300W ќе се направи занемарлива грешка ако за Kn се земе Kn=11 те

Моќноста на примарот зависи од степенот на корисно дејство

Степенот на корисно дејство зависи од секундарната моќност и може да се одреди од табелата

PS[W] 1000 500 300 200 100 50 30 20 10 5Кn 1025 1037 1048 1058 108 1115 114 118 125 136

PS[W] 3 10 25 50 100 1000η 06 07 08 085 09 095

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

а3 па за да се добие квадратен пресек треба да биде (а3)2=S од каде произлегува дека треба да се употребат лимови со основна димензија

Пресметаната вредност треба да се изрази во милиметри и да се земат лимови чија основна димензија е најблиску до пресметаната Бројот на навивки по еден волт се одредува од равенката

Па бројот на навивки на примарот тогаш е

Под оптоварување поради загубите во бакарот напонот на секундарот е нешто помал отколку при празен од (без потрошувач) Затоа во равенката за бројот на навивки на секундарот се внесува корективен коефициент Kn

Коефициентот Kn е поголем од еден и зависи од секундарната моќност како што е даден во табелата

Вака пресметаниот секундар при празен од ќе има нешто поголем напон од потребниот но со приклучен потрошувач ќе ја има зададената вредност на US За трансформатори со моќност од 25 до 300W ќе се направи занемарлива грешка ако за Kn се земе Kn=11 те

Моќноста на примарот зависи од степенот на корисно дејство

Степенот на корисно дејство зависи од секундарната моќност и може да се одреди од табелата

PS[W] 1000 500 300 200 100 50 30 20 10 5Кn 1025 1037 1048 1058 108 1115 114 118 125 136

PS[W] 3 10 25 50 100 1000η 06 07 08 085 09 095

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

Струите и дебелините на жицата на примарот и секундарот се одредуваат со помош на следните равенки

Се разбира жицата што ќе се употреби треба да има пречник што поблиску до пресметаната вредностПример Да се пресмета мрежен трансформатор за симетричен секундарен напон од 2x30V и секундарна моќност од 90W(те VA)Решение Станува збор за трансформатор со среден извод прикажан на сликата

Од табелата гледаме дека одговараат лимовите EI96

Од табелата добиваме KS=1085 па

Сличен резултат ќе добиеме и ако ја користиме приближната равенка

Од табелата добиваме дека η=09 па тогаш

При изработката на мрежни трансформатори треба да се имаат во предвид нивните конструктивни особини

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани

Пасивни компоненти во електрониката - Трансформатори 2013-2014

- Прво треба да се намота примарот а потоа врз него секундарот- Помеѓу примарот и секундарот да се стави изолација од неколку слоеви импрегнирана хартија а иста таква изолација да се стави и врз секундарот- Навивките треба да бидат намотани цврсто и густо една до друга а изводите да се протнат низ соодветни дупчиња на калемското тело ndash од примарот на едната страна а секундарот на другата страна- Кога намотките се готови во калемското тело треба да се формира јадрото со наизменично редење на лимовите Внимавајте да не ги извиткате лимовите и да не ја оштетите неговата изолација

- На крај лимовите цврсто стегнете ги со помош на соодветни завртки навртки и стеги

Испитување на трансформатори

Исправноста на трансформаторите лесно може да се провери со помош на омметарОтпорноста помеѓу двата краја на примарот треба да биде мала ndash зависно од бројот на навивки и дебелина на жицата таа се движи од делови на Ω до неколку кΩ Слични резултати треба да се очекуват и на секундарната страна Доколку при ова мерење се добие многу голема бесконечна отпорност значи дека таа е во прекин Од друга страна исправен трансформатор треба да има бесконечна голема отпорност помеѓу било кој крај на примарот и било кој крај на секундарот како и помеѓу јадрото и било кој крај на примарот и секундарот Ако при ова мерење омметарот покаже мала (конечна) отпорност тоа значи дека во трансформаторот има краток спој помеѓу примарот и секундарот односно помеѓу намотката и јадрото па таквиот трансформатор е неипсравен и неупотребливАко имаме некој непознат мрежен трансформатор тогаш еве неколку упатства како да се дознае нешто за него- Моќноста на трансформаторот од EI тип може да се одреди ако се измери пресекот на средниот столб на јадрото- Ако трансформаторот нема ознаки за тоа кои изводи се од примарот а кои се од секундарот тогаш треба да се провери дебелината на жицата на изводите и отпорноста на намотката Примарот е од потенка жица и има повеќе навивки што значи поголема отпорност а секундарот од подебела жица и има помалку навивки те помала отпорност Ова важи само за мрежни трансформатори за смалување на напонот (step down tr) а такви најчесто се користат во електрониката- Големината на секундарниот напон може да се одреди со негово мерење со волтметар за наизменичен напон При ова примарот на непознатиот трансформатор треба да биде приклучен на мрежниот напон преку осигурувач од 1А и одвојувачки трансформатор а сите споеви да бидат изолирани