Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Chirurgia obwodowa. Transformatory i LTspice, część 1

Article Image
W tym miesiącu przyjrzymy się podstawom transformatorów i niektórym aspektom symulowania obwodów z ich użyciem w programie LTspice.

Transformator, to pasywny element elektroniczny, który przenosi energię elektryczną w postaci prądu przemiennego z jednego obwodu do drugiego bez użycia połączenia galwanicznego. Transformator składa się z dwóch lub więcej cewek (uzwojeń) znajdujących się blisko siebie, z których jedna służy do wprowadzania energii/sygnału (zwanego uzwojeniem pierwotnym). Cewka ta wytwarza zmienne pole magnetyczne, które ze względu na bliskie usytuowanie uzwojeń przechodzi przez inną cewkę (uzwojenie bądź uzwojenia wtórne), wytwarzając napięcie na tych uzwojeniach, które spowoduje przepływ prądu, jeśli są one podłączone do obciążenia.

Transformatory są dostępne w bardzo szerokiej gamie typów, od małych elementów do montażu powierzchniowego po ogromne (wielkości domu) transformatory mocy stosowane w krajowych sieciach dystrybucji energii elektrycznej. Wśród nich znajdują się transformatory stosowane w zasilaczach liniowych i impulsowych, transformatory impulsowe stosowane w transmisji danych, transformatory audio i wiele innych specjalistycznych typów. Kluczowe właściwości transformatorów to: izolacja galwaniczna pomiędzy obwodami, możliwość zmiany poziomów napięć i możliwość zmiany efektywnej impedancji obciążenia. podłączonego za pośrednictwem transformatora.

Indukcja elektromagnetyczna

Prąd elektryczny (DC lub AC) wytwarza pole magnetyczne wokół przewodu, w którym płynie. Jeśli drut jest zwinięty w pętlę, pole w środku pętli jest bardziej skoncentrowane. Podstawowe zjawisko fizyczne zachodzące w obrębie transformatora nazywa się „indukcją elektromagnetyczną” i zostało odkryte przez Michaela Faradaya i Josepha Henry’ego w latach trzydziestych XIX wieku (za co zostali wyróżnieni oznaczeniem ich nazwiskami ważnych jednostek układu SI – Farada i Henra.).

Indukcja elektromagnetyczna to wytwarzanie siły elektromotorycznej („emf” mierzonej w woltach) w przewodniku elektrycznym pod wpływem zmiennego pola magnetycznego. W transformatorze zmieniający się prąd w jednym przewodniku wytwarza zmienne pole magnetyczne, które indukuje emf w innym przewodniku. Do indukcji elektromagnetycznej wymagane jest zmienne pole magnetyczne, więc chociaż stały prąd (DC) również wytwarza pole magnetyczne, do działania transformatora wymagany jest prąd przemienny.

Siła elektromotoryczna

Siła elektromotoryczna nie jest siłą mechaniczną – jest to działanie elektryczne wytwarzane przez nieelektryczne źródło energii (np. energia chemiczna z akumulatora lub indukcja elektromagnetyczna w transformatorze). Sprawia, że prąd płynie w obwodzie zamkniętym lub wytwarza napięcie w obwodzie otwartym w wyniku oddzielenia ładunku. W przypadku obwodu otwartego separacja ładunków wytwarza pole elektryczne, które przeciwdziała separacji ładunku w równowadze z siłą emf napędzającą separację. Napięcie w obwodzie otwartym jest równe emf.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: symulacja obwodów w programie LTspice
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich marzec 2024
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Edukacja
1/10 Jak działa rezystor LDR?
Oceń najnowsze wydanie EdW
Wypełnij ankietę i odbierz prezent
W tym numerze znajdziesz źródłową wersję artykułu publikowanego obok
Elektronika dla Wszystkich
marzec 2024
Elektronika dla Wszystkich
Przejrzyj i kup
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"