Чтобы преобразовывать напряжение в электрической технике, существуют специальные устройства, такие как трансформаторы и автотрансформаторы. Данные приборы обладают похожими названиями, по которым их причисляют к одним и тем же устройствам.
Тем не менее, делать это не совсем правильно: хотя по принципу действия они похожи, приборы обладают разными конструктивными особенностями и сферами использования. В нашей статье расскажем, в чём различия этих устройств и почему не стоит их путать.
Понятия
Трансформаторами называют приборы с электромагнитами, которые могут передавать энергию через магнитные поля. Их устройство включает в себя несколько обмоток с катушками.
Кроме того, в них есть сердечники из разных материалов (сталь, железо или феррит). При этом выбор материала зависит от количества фаз, напряжения на вход и на выход.
Ключевым отличием от других похожих приборов трансформатора являются его цепи. Как первичная, так и вторичная цепь не взаимодействуют друг с другом с помощью электричества.
Это значит, что у катушек отсутствуют электрические контакты. Данный приём называется гальваническая развязка. Связь между обмотками считается индуктивной.
Различают такие виды, как:
- Повышающий трансформатор.
- Понижающий.
- Разделительный, где напряжения на выходе и входе равны.
Стоит отметить, что при подаче питания к вторичной обмотке устройства понижающего типа, первичная обмотка получит повышенное напряжение. Повышающий трансформатор тоже обладает этой особенностью.
Автотрансформаторами называют один из видов стандартного трансформатора, в котором обмотка находится на сердечнике.
Однако главное его отличие в том, что цепи имеют между собой электрическую связь. Таким образом, гальваническая развязка в нем отсутствует.
Напряжение на выход в автотрансформаторах можно регулировать, хотя иногда оно зафиксировано. Если напряжение контролируемо, устройство является лабораторным автотрансформатором. Сокращённо называются ЛАТР.
Разделяются аппараты понижающего и повышающего типа, как и обычные трансформаторы. В лабораторных автотрансформаторах вторичные цепи подключаются к скользящему контакту катушки.
Поскольку гальванических развязок в этом аппарате нет, такие устройства не обладают разделением.
В автотрансформаторах число обмоток равно числу фаз, на которые рассчитано устройство. То есть для обеспечения элемента энергией, устройства с одной обмоткой подключаются к однофазным аппаратам, а с тремя обмотками – к трёхфазным.
Как работают приборы
Коротко обговорим, как работают устройства, которые мы рассматриваем сегодня в статье.
У стандартных трансформаторов есть несколько обмоток, обычно две. Значит, это первичная обмотка и вторичная, иногда их число увеличено. При подаче электричества в первичных обмотках появляется ток, который способствует созданию магнитного потока.
Поток направлен через сердечник, поступая к вторичным обмоткам и образуя электродвижущую силу. Электромагнитная индукция способствует работе прибора, что объясняется законом Фарадея.
Когда электричество проходит по второй обмотке, ток может измениться и в первичной, что объясняет взаимная индукция. Существует и значения коэффициента трансформации. Это значение, определяющая разницу обмоток с помощью соотношений витков устройства.
У автотрансформаторов есть по одной обмотке, или по обмотке на нужное количество фаз. Когда по обмотке протекает переменный ток, возникают магнитные потоки, влияющие на появление электродвижущей силы в той же самой обмотке.
Значение электродвижущей силы равно количество витков. На вторичной цепи возникает нагрузка, подключаемая к отводам от витков.
Если автотрансформатор повышающего типа, энергия попадает не к концу обмоток, а к одному от конца и отводам от витков. Это отличается от принципа работы трансформатор, что наглядно можно увидеть на картинках, представленных выше.
Ключевые различия
Для упрощённого представления различий между устройствами, лучше всего представить их отличия более наглядно. Для этого мы подготовили таблицу, с помощью которой можно увидеть различия в устройствах.
Где применяют
Сфера применения трансформаторов очень обширна. Их можно увидеть на электростанциях и подстанциях, причём на тех, которые рассчитаны на большое количество вольт.
Можно увидеть и в приборах питания бытовых устройств, рассчитанных на малую мощность. Сегодня чаще встречается блок питания для оснащения цепей энергией, но в его основе зачастую лежат трансформаторы.
У автотрансформаторов тоже есть свои категории использования. Например, чаще всего такие устройства можно обнаружить в стабилизаторе напряжения.
Лабораторные автотрансформаторы, как следует из названия, можно встретить в лабораториях. Иногда с помощью этих устройств питают и сети с большим количеством вольт. Например, с помощью автотрансформаторов железные дороги снабжают электричеством.
Если районы малонаселенны, линий прокладывают на пятьдесят киловольт, соответственно к поездам подаётся двадцать пять киловольт от автотрансформаторов понижающего типа. Это снижает потери в линиях, и уменьшает количество тяговых подстанций.
Это основные моменты, по которым отличаются трансформаторы и автотрансформаторы. И хотя данные устройства используют для разных сетей и целей, оба они являются важными элементами в электрических сетях.
