변압기

우리가 가정과 직장에서 교류 전압과 전류를 사용하는 주된 이유 중 하나는 교류 공급원이 편리한 전압에서 쉽게 생성되어 훨씬 더 높은 전압으로 변환되고 매우 먼 거리에 걸쳐 전선과 케이블의 국가 그리드를 사용하여 전국에 분배될 수 있기 때문이다. 전압을 훨씬 더 높은 수준으로 변환하는 이유는 분배 전압이 높으면 동일한 전원에 대한 낮은 전류를 의미하기 때문에 케이블의 네트워크 그리드를 따라 I2*R 손실이 더 낮기 때문이다. 이러한 높은 교류 전송 전압과 전류는 훨씬 더 낮고 안전하며 사용 가능한 전압 수준으로 감소될 수 있으며, 이 모든 것은 기본적인 전압 변압기 덕분에 가능하다. 변압기는 전자 부품이라기 보다는 전기 부품이라고 생각할 수 있다. 변압기는 기본적으로 전기 에너지를 한 값에서 다른 값으로 변환함으로써 패러데이의 유도 법칙에 따라 작동ㅜ는 매우 단순한 정전기(또는 정지) 수동형 전기 장치다. 변압기는 변압기 자체에서 발생하는 공통 진동 자기 회로를 사용하여 두 개 이상의 전기 회로를 연결함으로써 이것을 한다. 변압기는 상호 유도 형태의 "전자기 유도"의 주체에 작용한다. 상호 유도란 와이어의 코일이 자기적으로 그것과 가까운 곳에 위치한 다른 코일에 전압을 유도하는 과정이다. 그리고 변압기는 "자기 영역"에서 작동하며 변압기는 한 전압 또는 전류 레벨을 다른 전압으로 "변환"한다는 사실에서 이름을 얻었다고 말할 수 있다. 트랜스포머는 주파수를 수정하지 않고 공급 전압과 전류 레벨을 증가시키거나 감소시킬 수 있으며, 또는 자기 회로를 통해 한 권선에서 다른 권선으로 전달되는 전력의 양을 증가시킬 수 있다. 단상 전압 변압기는 기본적으로 와이어의 두 개의 전기 코일로 구성되어 있는데, 하나는 "프리미엄 윈딩"이고 다른 하나는 "보조 윈딩"이다. 본 자습서에서는 변압기의 "제1차"측을, 통상적으로 전원을 전달하는 측으로서 "제2차"를 정의한다. 단상 전압 변압기에서 일차 변압기는 대개 더 높은 전압을 가진 측면이다. 이 두 코일은 서로 전기적으로 접촉하지 않고, 대신 "코어"라고 불리는 공통 폐쇄 자기 철 회로에 감겨 있다. 이 부드러운 철심은 고체가 아니라 노심의 손실을 줄이기 위해 서로 연결된 개별 층으로 이루어져 있다. 두 개의 코일 권선은 전기적으로 서로 격리되어 있지만 공통 코어를 통해 자력으로 연결되어 있어 한 코일의 전력이 다른 코일로 전달된다. 전류가 1차 권선을 통과할 때 그림과 같이 2차 권선으로 전압을 유도하는 자기장이 개발된다. 단상 전압 변압기. 즉, 변압기의 경우 두 코일 권선 사이에 직접적인 전기 연결이 없으므로 절연 변압기의 이름도 부여한다. 일반적으로 변압기의 1차 권선은 입력 전압 공급기에 연결되어 전력을 자기장으로 변환하거나 변환한다. 2차 권선의 작업은 이 교류 자기장을 그림과 같이 필요한 출력 전압을 생성하는 전력으로 변환하는 것이다. 두 개의 코일 권선은 전기적으로 연결되지 않고 자력으로만 연결되어 있다는 점에 유의한다. 단상 변압기는 1차 권선에 인가되는 전압을 증가시키거나 감소시키기 위해 작동할 수 있다. 변압기를 1차측과 관련하여 2차 권선의 전압

을 "증가"하기 위해 사용할 때, 단계적 변압기라고 한다. 1차 권선에 관해서 2차 권선의 전압을 "감소"하기 위해 사용되었을 

때, 그것은 스텝 다운 변압기라고 불린다. 그러나 변압기가 1차 권선에 적용되는 것과 동일한 전압을 2차 권선에 생성하는 세 번째 조건이 존재한다. 즉, 전압, 전류 및 전달 전력과 관련하여 출력이 동일하다. 이러한 유형의 변압기는 "임피던스 변압기"라고 불리며 주로 임피던스 매칭 또는 인접 전기회로의 격리에 사용된다.