מהו שנאי שלב אחד: בנייה ועבודתה

שנאי חד פאזי הוא מכשיר חשמלי שמקבל הספק זרם חד פאזי ויציאות AC חד פאזי. זה משמש להפצת כוח באזורים שאינם עירוניים, שכן הביקוש והעלויות הכוללים הנמוכים נמוכים משנאי ההפצה התלת-פאזי. הם משמשים כשנאי מוריד להפחתת המתח הביתי לערך מתאים ללא שינוי בתדר. מסיבה זו נהוג לעשות זאת חשמל אלקטרוני מכשירי חשמל במגורים. מאמר זה דן בסקירה כללית של שנאי חד פאזי.

מהו שנאי שלב אחד?

הַגדָרָה: ל שַׁנַאי הוא מכשיר הממיר אנרגיה מגנטית לאנרגיה חשמלית. הוא מורכב משני סלילי חשמל הנקראים סלילה ראשונית וסלילה משנית. הראשי מִתפַּתֵל של שנאי מקבל כוח, בעוד שהסלילה המשנית מספקת כוח. מעגל ברזל מגנטי הנקרא 'ליבה' משמש בדרך כלל לעטוף סביב סלילים אלה. למרות ששני הסלילים הללו מבודדים חשמלית, הם קשורים מגנטית.

זרם חשמלי כאשר הוא עובר דרך ראשוני של שנאי ואז נוצר שדה מגנטי, אשר גורם למתח על פני המשני של שנאי. על פי סוג היישום, השנאי החד-פאזי משמש להגברת המתח או להעלאתו ביציאה. שנאי זה הוא בדרך כלל א שנאי כוח עם יעילות גבוהה והפסדים נמוכים. תרשים השנאי החד פאזי מוצג להלן.

שנאי חד פאזי

עקרון שנאי שלב חד פעמי

השנאי החד פאזי פועל על פי העיקרון של חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי . בדרך כלל, אינדוקציה הדדית בין פיתולים ראשוניים ומשניים אחראית על פעולת השנאי בשנאי חשמלי.

עבודה של שנאי שלב אחד

שנאי הוא מכשיר סטטי המעביר כוח חשמלי במעגל אחד למעגל אחר באותו תדר. הוא מורכב מפיתולים ראשוניים ומשניים. שנאי זה פועל על פי עקרון ההשראות ההדדיות.

כאשר הראשוני של שנאי מחובר לאספקת AC, הזרם זורם בסליל והצטברות השדה המגנטי. מצב זה מכונה השראות הדדית וזרימת הזרם היא על פי חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי. ככל שהזרם עולה מאפס לערכו המרבי, השדה המגנטי מתחזק וניתן על ידי dɸ / dt.

אלקטרומגנט זה יוצר את קווי הכוח המגנטיים ומתרחב החוצה מהסליל ויוצר נתיב של שטף מגנטי. הסיבובים של שני הפיתולים נקשרים על ידי השטף המגנטי הזה. חוזק השדה המגנטי שנוצר בליבה תלוי במספר הסיבובים במפתל ובכמות הזרם. השטף המגנטי והזרם הם ביחס ישר זה לזה.

שנאי-שלב חד פעמי

מקור: ויקימדיה

כאשר קווי הזרימה המגנטיים זורמים סביב הליבה, הוא עובר דרך הסיבוב המשני, ומביא למתח עליו. חוק פאראדיי משמש לקביעת המתח המושרה על פני הסליל המשני והוא ניתן על ידי:

N. dɸ / dt

איפה,

'N' הוא מספר סיבובי הסלילים

התדירות זהה בפיתולים ראשוניים ומשניים.

לפיכך, אנו יכולים לומר כי המתח המושרה זהה בשני הפיתולים, כאשר אותו שטף מגנטי מקשר את שני הסלילים יחד. כמו כן, המתח הכולל המושרה הוא פרופורציונלי ישירות למספר הסיבובים בסליל.

נניח כי לפיתולים הראשוניים והמשניים של השנאי יש סיבובים בודדים בכל אחד מהם. בהנחה שאין הפסדים, הזרם זורם דרך הסליל כדי לייצר שטף מגנטי ולגרום למתח של וולט אחד על פני המשני.

בשל אספקת זרם חילופין, השטף המגנטי משתנה בסינוסואיד והוא ניתן על ידי,

ɸ = ɸ_{מקסימום}בלי ωt

הקשר בין EMF המושרה, E בפיתולי סליל של פניות N ניתן על ידי,

E = N (d∅) / dt

E = N * ω * ɸ_{מקסימום}cosωtφ

אמקס = Nωɸ_{מקסימום}

Erms = Nω / √2 * ɸ_{מקסימום}= 2π / √2 * f * N * ɸ_{מקסימום}

Erms = 4.44 fNɸ_{מקסימום}

איפה,

'F' הוא התדר בהרץ, הניתן על ידי ω / 2π.

'N' הוא מספר סלילי הסליל

'ɸ' הוא כמות השטף בווברס

המשוואה לעיל היא משוואת EMF שנאי. עבור EMF של סלילה ראשונית של שנאי E, N יהיה מספר הסיבובים הראשוניים (NP), ואילו עבור EMF, E של סלילה משנית של שנאי, מספר הסיבובים, N יהיה (NS).

בניית שנאי שלב חד פעמי

שנאי חד-פאזי פשוט מתפתל כל גליל באופן גלילי על איבר ברזל רך בנפרד כדי לספק מעגל מגנטי הכרחי, המכונה בדרך כלל 'ליבת שנאי'. הוא מציע נתיב לזרימת השדה המגנטי כדי לגרום למתח בין שני פיתולים.

כפי שנראה באיור לעיל, שני הפיתולים אינם קרובים מספיק כדי שיהיה צימוד מגנטי יעיל. לפיכך, התכנסות והגדלת המעגל המגנטי ליד הסלילים יכולים לשפר את הצימוד המגנטי בין פיתולים ראשוניים ומשניים. למינציות פלדה דקות ישמשו למניעת הפסדי חשמל מהליבה.

בהתבסס על האופן שבו הפיתולים מתפתלים סביב ליבת הלמינציה המרכזית מפלדה, בניית השנאי מחולקת לשני סוגים

שנאי מסוג ליבת

בסוג זה של בנייה, רק מחצית הפיתולים מתפתלים גלילית סביב כל רגל של שנאי כדי לשפר את הצימוד המגנטי כפי שמוצג באיור להלן. סוג זה של קונסטרוקציה מבטיח שקווי כוח מגנטיים יזרמו על שני הפיתולים בו זמנית. החיסרון העיקרי של השנאי מסוג הליבה הוא שטף הדליפה המתרחש עקב זרימה של חלק קטן מקווי הכוח המגנטיים מחוץ לליבה.

שנאי מסוג הליבה

שנאי מסוג מעטפת

בסוג זה של בניית שנאים, הפיתולים הראשוניים והמשניים ממוקמים בצורה גלילית על האיבר המרכזי וכתוצאה מכך שטח החתך כפול מהגפיים החיצוניות. ישנם סוגים מגנטיים סגורים בסוג זה של בנייה ובגפה החיצונית זורם השטף המגנטי ɸ / 2. שנאי מסוג מעטפת מתגבר על שטף דליפה, מפחית הפסדי ליבה ומגביר את היעילות.

שנאי חד-פאזי-סוג-מעטפת

יישומים

היישומים של שנאי חד פאזי מוזכרים להלן.

• להנמיך אותות למרחקים ארוכים לתמיכה הן במכשירים אלקטרוניים למגורים והן למכשירים אלקטרוניים מסחריים
• במכשירי טלוויזיה לוויסות מתח
• להגברת הכוח בממירים ביתיים
• לספק חשמל לאזורים שאינם עירוניים
• כדי לבודד שני מעגלים באופן חשמלי כראשוני ומשני ממוקמים זה מזה

שאלות נפוצות

1). מה הפירוש של שלב חד פעמי?

מערכת או מעגל חד פאזי המייצר או משתמש במתח לסירוגין יחיד

2). האם בתים משתמשים באספקה ​​חד פאזית?

בדרך כלל, בתים מסופקים עם אספקה ​​חד פאזית

3). על אילו עקרונות פועל השנאי החד פאזי?

חוק פאראדיי של אינדוקציה אלקטרומגנטית ואינדוקציה הדדית

4). מהו השנאי 'יחס הופך'?

NP / NS = VP / VS = n = יחס סיבוב

5). תן שני שימושים בשנאי חד פאזי

• במכשירי טלוויזיה לוויסות מתח
• להגברת הכוח בממירים ביתיים

לפיכך, שנאי חד פאזי מתאים למכשירים חשמליים קלים יותר. זה פחות יקר ומועדף מאוד לספק חשמל לאזורים שאינם עירוניים. מאמר זה מדגיש עקרון העבודה של השנאי , בנייה ויישומים של שנאי חד פאזי. הקורא יכול ללמוד לעומק על שנאי חד פאזי ממאמר זה.