Autotransformers

How Autotransformers(Variacs) Work (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Autotransformers

Litar Elektrik AC


soalan 1

Berapa banyak voltan di antara pasang mata berikut dalam litar ini "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00667x01.png">

Antara C dan F : V CF =
Antara A dan B : V AB =
Antara D dan E : V DE =
Antara D dan F : V DF =
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Antara C dan F : V CF = 48 V
Antara A dan B : V AB = 21.33 V
Antara D dan E : V DE = 10.67 V
Antara D dan F : V DF = 37.33 V

Nota:

Soalan ini memeriksa keupayaan pelajar untuk mengaitkan nisbah penggulungan pengubah kepada voltan dalam litar. Simbolisme di sini adalah umum di Eropah, tetapi tidak begitu biasa di Amerika Syarikat.

Soalan 2

Berapa banyak voltan di antara pasang titik berikut dalam litar ini?

Antara D dan F : V DF =
Antara A dan B : V AB =
Antara D dan E : V DE =
Antara C dan F : V CF =
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Antara D dan F : V DF = 16 V
Antara A dan B : V AB = 9, 14 V
Antara D dan E : V DE = 4.57 V
Antara C dan F : V CF = 20.57 V

Nota:

Soalan ini memeriksa keupayaan pelajar untuk mengaitkan nisbah penggulungan pengubah kepada voltan dalam litar. Perhatikan bahawa salah satu tegangan sebenarnya melebihi voltan sumber sebanyak 16 volt, walaupun ini secara teknikal adalah pengubah "langkah ke bawah". Hakikat bahawa voltan sumber tidak terkesan apabila keseluruhan penggulungan utama adalah penting di sini.

Simbolisme untuk pengubah ini biasa di Eropah, tetapi tidak begitu biasa di Amerika Syarikat.

Soalan 3

Berapa voltan AC berada di antara titik A dan B di litar ini "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00666x01.png">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

V AB = 397 VAC

Nota:

Pada hakikatnya, ini tidak lebih daripada satu latihan dalam Undang-undang Voltan Kirchhoff (KVL): menentukan voltan di antara dua titik dalam gelung, mengetahui voltan antara titik lain dalam gelung yang sama. Dua cabaran utama menunjukkan diri mereka dalam latihan ini: mengenal pasti gelung, dan mengaitkan konvensyen titik kepada tanda kutub. Pelajar yang berbeza kemungkinan akan mempunyai pendekatan yang berbeza untuk masalah ini, jadi ia harus membuat perbincangan yang menarik!

Soalan 4

Sambungkan belokan pengubah langkah ke bawah ini supaya ia "meningkatkan" voltan akan beban sebanyak 12 volt:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Tanda-tanda fasa (titik-titik berhampiran hujung setiap penggulungan) sangat penting apabila memutuskan cara untuk menyambung belitan pengubah! Sesetengah pelajar mungkin dapat membantu menggunakan tanda kutub DC (+ dan -) sebagai tambahan kepada titik, untuk menentukan sama ada voltan akan menjadi fasa (meningkatkan) atau fasa keluar (bucking).

Soalan 5

Sambungkan lilitan pengubah langkah ke bawah ini supaya "dolar" voltan pergi ke mentol cahaya sebanyak 12 volt:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Tanda-tanda fasa (titik-titik berhampiran hujung setiap penggulungan) sangat penting apabila memutuskan cara untuk menyambung belitan pengubah! Sesetengah pelajar mungkin dapat membantu menggunakan tanda kutub DC (+ dan -) sebagai tambahan kepada titik, untuk menentukan sama ada voltan akan menjadi fasa (meningkatkan) atau fasa keluar (bucking).

Soalan 6

Bagaimanakah kita dapat menentukan pengalihan penggulungan dalam pengubah langkah ke bawah ini (120 VAC, 60 Hz primer) jadi kami akan tahu bagaimana untuk menyambungkannya sama ada untuk meningkatkan atau melabur perkhidmatan "// www.beautycrew.com.au// sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00244x01.png ">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sambungkan salah satu wayar menengah ke salah satu wayar utama. Kemudian, ukur voltan dengan voltmeter antara kedua-dua wayar penggulungan menengah dan primer yang lain (kedua-dua yang tidak biasa elektrik). Bacaan voltan yang diperolehi oleh ujian ini akan menunjukkan pengurangan.

Nota:

Perhatikan bahawa jawapan yang diberikan kepada soalan ini meninggalkan butir-butir khusus tentang cara mentafsir bacaan voltmeter yang tidak dijawab. Cabar pelajar anda untuk memikirkannya sendiri.

Memandangkan sambungan autotransformer sangat praktikal, adalah penting bagi pelajar untuk mengetahui cara menguji pengubah untuk melihat bagaimana gulungannya (tidak ditandakan) dimulakan.

Soalan 7

Katakan anda mempunyai pengubah pencampuran audio impedans (1000 Ω hingga 8 Ω), dan anda ingin mengetahui hubungan fasa penggulungan. Malangnya, satu-satunya peralatan ujian yang anda miliki ialah voltmeter analog analog dan bateri 9 volt. Terangkan bagaimana anda akan menggunakan kedua-dua peranti ini untuk menguji penggulungan "polar."

Nota: anda mungkin tidak menghiraukan pukulan pusat 1000 Ω penggulungan utama.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya tidak akan memberi anda jawapan secara langsung di sini, tetapi saya akan memberikan petunjuk: walaupun transformer tidak berfungsi pada DC berterusan, mereka akan bertindak balas terhadap denyut arus dalam arah yang diberikan! Dengan kata lain, anda boleh menggunakan DC sekejap dari bateri 9-volt untuk menguji lilitan.

Soalan cabaran: hitung nisbah lilitan pengubah ini, berdasarkan nisbah impedans.

Nota:

Perhatikan bahawa jawapan yang diberikan kepada soalan ini meninggalkan butir-butir khusus tentang cara mentafsir bacaan voltmeter yang tidak dijawab. Cabar pelajar anda untuk memikirkannya sendiri.

Transformer pencocokan audio mudah diperolehi, jadi saya menggalakkan anda mempunyai pelajar anda mencuba ini sebagai latihan lab.

Soalan 8

Perlu jelas bahawa voltan beban dalam litar pemisah voltan rintangan ini akan kurang dari 30 volt AC (RMS):

Begitu juga, perlu diketahui bahawa voltan beban dalam litar pembahagi voltan induktif ini akan kurang dari 30 volt AC (RMS):

Dari analisis ringkas ini akan muncul dua litar pembahagi voltan ini bersamaan antara satu sama lain. Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan yang sangat penting dari segi semasa : beban berbanding bekalan. Anggarkan arus beban dan sumber dalam setiap litar pembahagi ini, dan komen mengenai perbezaan antara kedua-dua.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Dalam litar resistif, arus beban akan kurang daripada arus bekalan. Dalam litar induktif (autotransformer), walaupun, arus beban akan melebihi arus sumber!

Nota:

Tanyakan pelajar anda untuk menentukan litar pemisah voltan mana yang akan lebih cekap tenaga.

Soalan 9

Sekeping peralatan ujian bangku elektrik popular adalah Variac . Terangkan bagaimana Variac, bagaimana ia berfungsi, dan aplikasi apa yang mungkin digunakan untuknya.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Berikut adalah gambarajah skematik untuk Variac:

Saya akan memberitahu anda jawapan kepada bahagian-bahagian lain soalan ini!

Nota:

Sekiranya anda mempunyai Variac dalam makmal anda, pastikan anda membawanya ke kelas untuk tempoh perbincangan supaya pelajar dapat melihat apa yang kelihatannya secara langsung. Jika masa membenarkan, biarkan pelajar anda bereksperimen dengannya semasa perbincangan, untuk menguji hipotesis mereka mengenai fungsinya.

Soalan 10

Peranti yang dipanggil pengawal selia langkah kadang kala digunakan dalam sistem pengagihan kuasa elektrik untuk meningkatkan atau menyekat tegangan talian, biasanya hingga maksimum 10%:

Bahagian "Barisan" dari autotransformer ini adalah sumber kuasa, dan bahagian "Beban" menyambung kepada peranti yang memakan kuasa elektrik. "Tukar suis" mengubah fungsi pengubah dari rangsangan ke tangan.

Tentukan kedudukan suis yang mana "rangsang" dan "buck, " dan kemudian tentukan cara cara hubungan bergerak (simbol anak panah) perlu dipindahkan untuk meningkatkan output voltan, dan untuk mengurangkan output voltan.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Apabila suis menterbalik berada di kedudukan kiri, voltan keluaran pengatur dikurangkan. Apabila suis berada di kedudukan yang betul, voltan keluaran pengatur dinaikkan. Menggerakkan hubungan terus ke kanan meningkatkan jumlah rangsangan atau dolar, bergantung pada kedudukan yang menukar suis masuk.

Secara kebetulan, corak zig-zag dari belitan bukan standard untuk gambarajah skematik elektronik, walaupun ia lebih biasa dalam gambarajah sistem kuasa elektrik. Saya akan membiarkan anda menyelidiki bagaimana mereka menarik resistor dalam jenis rajah!

Nota:

Penyelesaian kepada soalan ini mungkin lebih mudah bagi sesetengah pihak untuk mengiktiraf jika litar pengawal selia ditarik semula menggunakan gambar rajah elektronik biasa. Petua lain adalah untuk memudahkan gambarajah skematik dengan mengeluarkan semua kedudukan paip yang berbeza, dan lukis litar menggunakan penggulungan siri penuh.

Adalah penting bagi pelajar menyedari bahawa terdapat pelbagai jenis diagram skematik elektrik. Simbolisme gambarajah kuasa sering mengelirukan kepada orang yang biasa dengan simbolisme skema elektronik, dan visa sebaliknya.

Soalan 11

Hitung semua arus dalam litar autotransformer ini, dengan mengandaikan kecekapan (100%) yang sempurna:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Persoalan susulan: berdasarkan kepada angka-angka terkini ini, apakah kelebihan ekonomi yang dilakukan oleh seorang autotransformer dari pengubah konvensional dari segi kos pengeluaran "nota tersembunyi"> Nota:

Bincang dengan para pelajar anda sebagai ahli autotransformer pro dan con sepanjang transformer biasa. Sudah tentu, ada kelemahan yang jelas: kehilangan pengasingan antara litar primer dan sekunder. Sekiranya ini tidak menjadi masalah, ada kelebihan yang cukup untuk direalisasikan menggunakan alat transformer secara konvensional.

Soalan 12

Katakan beban dalam litar ini tiba-tiba berhenti menerima kuasa:

Langkah pertama dalam menyelesaikan masalah ialah dengan mengambil beberapa ukuran voltan:

V AB = 120 V
V EC = 0 V
V DC = 120 V

Berdasarkan pengukuran ini, di manakah anda menganggap kesalahan itu dalam litar ini, dan jenis kesalahannya? # 12 "> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya akan membiarkan anda menentukan kegagalan yang paling mungkin untuk anda sendiri!

Nota:

Tanyakan kepada pelajar anda untuk memikirkan beberapa kemungkinan lain untuk kegagalan dalam litar ini selain hipotesis pertama mereka. Juga, bincangkan bagaimana anda akan mengesahkan (menyemak semula) semua hipotesis, dengan pengukuran meter yang berbeza.

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →