Calcolatore rapporto di spire del trasformatore

Un trasformatore ideale collega gli avvolgimenti primario e secondario tramite un rapporto di spire fisso: il numero di spire del primario diviso per il numero di spire del secondario è uguale alla tensione del primario divisa per la tensione del secondario. Progettisti, elettricisti e studenti usano questa relazione ogni giorno per dimensionare trasformatori di isolamento, verificare alimentatori step-down, pianificare secondari a più prese o controllare i compiti prima di un laboratorio. Questo calcolatore prende le spire del primario e del secondario, facoltativamente una tensione RMS nota su un lato, e restituisce il rapporto di spire insieme alla tensione mancante quando un lato viene fornito. Zero spire su uno degli avvolgimenti vengono rifiutate con un chiaro errore di input non valido, invece di produrre infinito o un NaN silenzioso.

Cosa significa il rapporto di spire in un trasformatore ideale

Un trasformatore trasferisce energia tra circuiti per accoppiamento magnetico, non tramite un collegamento elettrico diretto tra gli avvolgimenti. Nel modello ideale usato per il dimensionamento di primo ordine, primario e secondario sono induttori perfetti senza resistenza, senza flusso disperso e senza perdite nel nucleo, per cui il rapporto delle tensioni è esattamente uguale al rapporto di spire: Vp su Vs è uguale a Np su Ns.

La grandezza a uguale a Np diviso Ns è quindi l'unico numero che converte qualsiasi tensione del primario nella tensione attesa del secondario e viceversa. Quando a è maggiore di uno, il secondario ha meno spire del primario e il dispositivo abbassa la tensione; quando a è minore di uno, la innalza; quando a è uguale a uno, il secondario rispecchia il primario per l'isolamento senza trasformazione intenzionale.

I trasformatori reali si discostano leggermente per via della regolazione, della corrente magnetizzante e della resistenza degli avvolgimenti, ma il rapporto ideale resta il riferimento da cui parte ogni scheda tecnica e ogni libro di testo. Questa capacità implementa solo quella relazione ideale: non inventa curve di regolazione del carico, tabelle di materiali del nucleo né declassamenti per temperatura. Input identici producono sempre risultati identici in virgola mobile, perché l'implementazione è aritmetica pura, senza chiamate di rete, casualità o dipendenza dall'orologio.

Come inserire correttamente spire e tensioni

Le spire del primario e del secondario sono obbligatorie e devono essere ciascuna un numero finito diverso da zero. Le spire frazionarie sono accettate per esercizi teorici, ma i trasformatori avvolti in pratica usano spire intere; lo zero su un lato viene sempre rifiutato perché il rapporto risulterebbe indefinito. Facoltativamente indichi la tensione del primario, quella del secondario o entrambe.

Se fornisce esattamente una tensione, il calcolatore risolve il lato incognito usando Vs uguale a Vp diviso a, oppure Vp uguale a Vs per a. Se fornisce entrambe le tensioni, vengono restituite insieme al rapporto di spire e a un rapporto di tensioni per il confronto, così può individuare una discrepanza tra il valore di targa e le spire avvolte. Mantenga le unità coerenti: usi volt RMS su entrambi i lati con trasformatori a frequenza di rete e non mescoli valore di picco e RMS senza convertire prima.

La polarità e lo sfasamento sono fuori da questo contratto; tratti le tensioni come moduli per il dimensionamento.

Leggere il risultato e usarlo nella progettazione o nello studio

Quando una tensione è stata risolta, il campo indicato in solved dice quale lato è stato calcolato. Per un classico abbassamento da rete con mille spire al primario, cento al secondario e duecentoquaranta volt al primario, il rapporto è dieci e il secondario è ventiquattro volt. Per un esempio di innalzamento a filamento o accensione, con meno spire al primario che al secondario, la stessa algebra dà un rapporto inferiore a uno e una tensione del secondario più alta.

Una validazione fallita non addebita mai il saldo. Usi lo strumento per verificare i compiti degli studenti, pre-dimensionare trasformatori di potenza di controllo prima di ordinare i nuclei, o affermare rapporti fissi in una integrazione continua che non deve dipendere da servizi esterni. Quando la sua applicazione richiede anche rapporti di corrente, riflessione d'impedenza o corrente magnetizzante, calcoli quei valori in un passaggio successivo a partire dal rapporto restituito, invece di aspettarsi che questa capacità si espanda oltre il suo contratto ben definito di spire e tensioni.