Wie Stromversorgungen die Spannung in elektronischen Schaltungen transformieren - Attrappen

In den meisten elektronischen Netzteilen reduziert der Transformator die Spannung. Ein Transformator ist ein Gerät, das das Prinzip der elektromagnetischen Induktion nutzt, um Spannung und Strom von einem Schaltkreis zum anderen zu übertragen. Der Transformator verwendet eine Primärspule , die an die Netzspannung angeschlossen ist, und eine Sekundärspule , die die Ausgangsspannung bereitstellt.

Die Höhe der Spannungsreduktion hängt vom Verhältnis der Anzahl der Windungen in der Primärspule zur Anzahl der Windungen in der Sekundärspule ab. Wenn zum Beispiel die Sekundärspule halb so viele Windungen wie die Primärspule hat, wird die Primärspulenspannung an der Sekundärspule halbiert. Mit anderen Worten, wenn 120 VAC an die Primärspule angelegt werden, sind 60 VAC an der Sekundärspule verfügbar.

Gemeinsame Sekundärspannungen für Transformatoren, die in Niederspannungsnetzteilen verwendet werden, reichen von 6 bis 24 VAC. Beachten Sie, dass Sie eine sekundäre Spulenspannung auswählen, die einige Volt höher ist als die endgültige DC-Spannung, die Ihr Stromkreis tatsächlich benötigt, da etwas Spannung in den Gleichrichter- und Filterstufen verloren geht.

Beachten Sie jedoch, dass der tatsächliche DC-Spannungspegel, der für die meisten Schaltungen verwendet wird, nicht so kritisch ist. Wenn Sie also eine Stromversorgung für einen Schaltkreis entwerfen, der 6 VDC benötigt und Sie einen Transformator verwenden, der 6 VAC in seiner Sekundärspule bereitstellt, liegt der Ausgang von der Stromversorgung, nachdem er auf Gleichspannung gleichgerichtet wurde, näher bei 5 VDC. Höchstwahrscheinlich werden 5 VDC nahe genug sein, und die Schaltung wird gut funktionieren.

Beachten Sie, dass viele Transformatoren mehr als einen Abgriff in der Sekundärspule haben. Ein Abgriff ist einfach ein Draht, der irgendwo in der Mitte einer Spule angeschlossen ist und effektiv eine einzelne Spule in zwei kleinere Spulen aufteilt. Mit mehreren Taps können Sie auf verschiedene Spannungen in der Sekundärspule zugreifen. Die gebräuchlichste Anordnung ist ein Transformator mit Mittelanzapfung , der zwei Spannungen bereitstellt.

Bei einem Transformator mit Mittelanzapfung ist die über die beiden äußeren Abgriffe gemessene Spannung das Doppelte der Spannung, die vom Mittelabgriff zu einem der beiden äußeren Abgriffe gemessen wird. Wenn die Spannung über die beiden äußeren Abgriffe 24 VAC beträgt, beträgt die Spannung über dem Mittelabgriff und einer der äußeren Abgriffe 12 VAC.

Es ist wichtig zu beachten, dass wenn ein Transformator die Spannung reduziert, der Strom erhöht wird. Wenn also ein Transformator die Spannung halbiert, verdoppelt sich der Strom. Infolgedessen bleibt die Gesamtleistung im System (definiert als die Spannung multipliziert mit dem Strom) gleich.

Wenn der Strom nicht mit abnehmender Spannung ansteigt, würde der Transformator gegen ein Grundgesetz der Physik verstoßen - das über die Erhaltung der Energie, das besagt, dass Energie nicht einfach verschwinden kann. Das ist gut. Sie wollen nicht gegen die Gesetze der Physik verstoßen, wenn Sie nicht wissen, was Sie tun, oder wenn Sie in einem Science-Fiction-Film sind. In diesem Fall können Sie die Gesetze der Physik nach Belieben verletzen.

Ein Transformator ist streng ein Wechselstromgerät. Das bedeutet:

• Transformatoren arbeiten nur, wenn Wechselstrom an die Primärspule angelegt wird. Wenn Sie Gleichstrom an die Primärspule anlegen, erscheint keine Spannung an der Sekundärspule. (Tatsächlich wird es eine kurze Spannungsspitze an der Sekundärspule geben, wenn die Primärspule mit Spannung versorgt wird. In den meisten Schaltkreisen ist diese Spannung jedoch unerheblich.)

• Ein Abwärtstransformator reduziert die Spannung von der Primärspule. zu den Sekundärspulen, aber wandelt nicht Wechselstrom in Gleichstrom um. Die Spannung an der Sekundärspule ist immer AC.

• Ein Transformator isoliert die an die Sekundärspule angeschlossene Schaltung von der Schaltung, die an die Primärspule angeschlossen ist. Daher können Sie einen Transformator verwenden, um Ihr Projekt von der Netzspannung zu isolieren.