Power Transformers 101: Ohutu elekter teie koju

Olete ilmselt sada korda nende suurte roheliste metallkastide juurest kellegi õuel mööda kõndinud ja vaevu märganud. Nad lihtsalt istuvad seal, võib-olla aeg-ajalt vaikselt ümisevad, näivad nagu osa maastikust. Kuid ausalt, ilma nende vähenõudlike asjadeta jõuaks elektrijaamast miilide (või sadade miilide) kauguselt tulev elekter kasutult nõrk või liiga ohtlik, et midagi ühendada.

Mõelge, kuidas elekter teie majja tegelikult jõuab. Elektrijaamad ei asu tavaliselt linnade lähedal,-mõelge kaugematele kohtadele, kus on hüdrotammid, tuulepargid, kivisüsi, gaas ja mis iganes. Toite saatmine nii kaugele on keeruline, sest elekter kaotab pikkade vahemaade tagant jõudu, nagu veesurve langemine väga pikas voolikus.

Pinge on põhimõtteliselt "rõhk", mis surub elektrit kaasa. Et see saaks sõita sadu kilomeetreid ilma, et see peaaegu olematuks muutuks, väntavad kommunaalteenused-sageli sadade tuhandete voltideni. Kõrgepinge=väiksem kadu, nii lihtne see ongi.

Kuid siis ilmub see teie naabruskonna lähedale... ja järsku on see meeletu surve viimane asi, mida soovite oma köögi pistikupesadesse lüüa. Teie röster, telefonilaadija, külmkapp-küpseksid koheselt läbi või veelgi hullem.

Seal tuleb trafo sisse ja päästab olukorra. See alandab pinget ohutuks ja kasutatavaks,-nt 120 V või 240 V, olenevalt teie elukohast. See on võrgu rõhuregulaator, mis tagab, et toide on teie kuivati ​​töötamiseks piisavalt tugev, kuid piisavalt taltsukas, et mitte sülearvuti õhku lasta.

Kui kommunaalteenused prooviksid lükata 120 volti eemal asuvast elektrijaamast kuni teie linnani, sööks suurem osa sellest tee peal ära. Juhtmed ise tekitavad takistust (mõelge hõõrdumisele torus), muutes energia kasutuks soojuseks. Lisaks langeb pinge juba mõne miili pärast nii palju, et lõpus ei hakkaks vaevu värelema.

Nii et otse elektrijaamas kasutavad nad "step{0}}up" trafosid, et tõsta pinget -kõrgele-, mõnikord 300 kV, 500 kV või rohkem. See on nagu võimsuse lisamine kiirkäigule, et saaksite läbida pikki vahemaid minimaalsete kadudega. Insenerid nimetavad seda pikamaa{7}}osa "ülekandeks". Need tohutud metalltornid, mis maapiirkonda ristuvad? See on osariikidevaheline elektri kiirtee.

Kodule lähemal on hoopis teine ​​lugu,{0}}see on "levitamise" etapp. Võim peab uuesti taltsutama, enne kui see teie tänavale jõuab.

Pange oma kõrv trafo külge ja kuulete ühtlast suminat, kuid sees ei pöörle ega pumpa. Ei käiku ega kolbe. Kuid see liigutab tohutul hulgal jõudu üle väikese tühimiku, kasutades... põhimõtteliselt magnetismi.

Sama idee on ka juhtmeta telefonilaadijate taga. Sees on primaarmähis, mis saab sissetuleva kõrgepinge{1}}elektri. See vool tekitab muutuva magnetvälja,{3}}mis laieneb ja vajub kokku 60 korda sekundis (või 50, olenevalt riigist). See pulseeriv väli ulatub üle lähedal asuva sekundaarmähise (nad ei puutu kunagi kokku) ja ka teises mähis olevad elektronid hakkavad liikuma. Elekter hüppab vahet ilma neid ühendavate juhtmeteta.

See trikk on tänu Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadusele, mis avastati 1830. aastatel. Üks mähis "räägib" teisega puhtalt läbi magnetismi. Päris lahe, kui sellele mõelda.

Muidugi pole see 100% täiuslik{1}}mõning magnetväli lekib välja, muutudes raisatud soojuseks. Sellepärast peavad insenerid kinnisideeks "voo lekke" minimeerimisest.

Selle magnetvälja keskendumiseks ja tõhusaks hoidmiseks ei ole südamik terasest tükk. See on valmistatud tuhandetest üliõhukestest-teraslehtedest, mis on virnastatud-nagu raamatu lehed. Miks? Tahke tuum tekitaks keerlevaid pöörisvoolusid, mis raiskavad energiat soojusena. Lamineerimine purustab need silmused, nii et magnetism läheb trafo keetmise asemel sinna, kuhu see peaks minema.

Selle südamiku ümber on mähitud{0}}traadi mähised. Tavaliselt vask, sest see on parim juht, hoiab asjad kompaktsena ja töötab jahedamalt... aga see on kallis ja raske. Suuremate maapinnaga-paigaldatud seadmete puhul on alumiinium tavaline-odavam ja kergem, kuigi sama vooluga toimetulemiseks on seda vaja rohkem.

Pinge muutus sõltub iga mähise pöörete arvust. Rohkem pöördeid kõrge-pinge poolel, vähem madala-pinge poolel=samm-alla. Põhimõtteliselt on see lihtne matemaatika: pöördesuhe=pingesuhe.

Jaheda hoidmine: õli vs õhk

Kogu see energiaülekanne tekitab tõsist kuumust. Suured trafod istuvad sageli spetsiaalse mineraalõli paagis, mis neelab soojuse mähistest ja südamikust ning suunab selle seejärel väljastpoolt jahutusribidele. Õli ei ole ainult jahutamiseks,{2}}see on ka suurepärane elektriisolaator, mis hoiab ära sädemete ja kaare sisemuses.

Mõnes kohas ei saa olla suuri naftapaake (mõelge siseruumidele,{0}}kõrghoonetele, koolidele, kaubanduskeskustele või keskkonnatundlikele aladele). Need kasutavad kuiv-tüüpi trafosid-õhk-jahutusega spetsiaalsete vaikude ja õhutusavadega. Need on tavaliselt suuremad, töötavad kuumemini, kuid palju ohutumad, kui tulekahju või lekked on tõsine probleem.

See klassikaline sumin – see pole probleem (tavaliselt)

Madal sumin, mida kuulete, on magnetostriktsioon{0}}terassüdamik laieneb ja tõmbub magnetvälja edasi-tagasi libisedes tegelikult väikesel määral kokku. See vibreerib kogu paagi nagu hiiglaslik kõlarikoonus. Normaalne, ühtlane sumin=tervislik. Äkiline vali ragin, kõlin või ebaregulaarne sumin? See võib tähendada lahtiste osade, isolatsiooniprobleemide või ülekoormus{5}}aega, mille jooksul kommunaalteenuste meeskond seda kontrollib.

Puudutuse vahetajad: pinge stabiilsena hoidmine

Elektrivajadus muutub kogu päeva-hommikune kohvijooks, õhtune vahelduvvoolu plahvatus, tehase käivitamine. Pinge langus või naelu võivad seadmeid hävitada. Paljudel trafodel on astmelülitid, mis reguleerivad automaatselt (või mõnikord käsitsi) mähise pöörete arvu, et hoida väljundpinget stabiilsena.

Need ribilised hallid isolaatorid, mis ülaosast välja paistavad? Puksid. Need on kõrge-pinge sisenemise/väljumise punktid ja kahjuks üks levinumaid rikkekohti-, mis vananemisest, pikselöögist, saaste kogunemisest jms põhjustatud pragunevad. Kui need ebaõnnestuvad, võib tekkida kaar, õlilekked või isegi trafo läbipõlemine.

Kui näete kunagi külje pealt alla voolavat õli, suitsu, lahtist ust või veidraid helisid, liikuge eemale-vähemalt 30–40 jalga- ja helistage kohe kommunaal- või hädaabiteenistusele.

Järgmine kord, kui möödute ühest neist rohelistest kastidest või kuulete vardale{0}}kinnitatud seadmest kostvat nõrka suminat, saate teada, mis sees tegelikult toimub: kaks mähist kauplevad vaikselt energiaga läbi nähtamatu magnetsilla, taltsutades metsikut kõrget{1}}pinget, nii et telefon laeb, külmik töötab ja tuled põlevad.

Need on vastupidavad ja töökindlad seadmed... kuid taluvad tõsiselt ohtlikku energiat. Kohtle neid austusega-ärge ronige neile peale, ärge kaevake läheduses, hoidke taimed ligipääsemiseks vabas kohas-ja kui miski paistab, laske professionaalidel sellega toime tulla.

See on trafo lugu lühidalt. Päris kena, kuidas miski nii tavaline hoiab tänapäeva elu sujuvana, eks?

Võtke kohe ühendust