Электроника:Переменный ток/Трансформаторы/Электрическая изоляция: различия между версиями
Valemak (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
Нет описания правки |
||
| (не показаны 3 промежуточные версии 1 участника) | |||
| Строка 3: | Строка 3: | ||
{{Myagkij-редактор}} | {{Myagkij-редактор}} | ||
=<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-9/electrical-isolation/ www.allaboutcircuits.com - Electrical Isolation ]</ref>= | =Электрическая изоляция<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-9/electrical-isolation/ www.allaboutcircuits.com - Electrical Isolation ]</ref>= | ||
== SPICE-анализ электрической изоляции == | == SPICE-анализ электрической изоляции == | ||
| Строка 9: | Строка 9: | ||
Помимо простого преобразования между различными уровнями напряжения и тока в цепях переменного и постоянного тока, трансформаторы умеют делать кое-что ещё крайне полезное. Они могут обеспечивать изоляцию, соединяя одну цепь с другой без использования прямых проводных соединений. | Помимо простого преобразования между различными уровнями напряжения и тока в цепях переменного и постоянного тока, трансформаторы умеют делать кое-что ещё крайне полезное. Они могут обеспечивать изоляцию, соединяя одну цепь с другой без использования прямых проводных соединений. | ||
Этот эффект можно продемонстрировать с помощью другой симуляции SPICE: на этот раз добавим в схему «заземляющие» соединения для обеих цепей, налагая высокое постоянное напряжение между одной цепью и землёй за счёт использования дополнительного источника напряжения: | Этот эффект можно продемонстрировать с помощью другой симуляции [[SPICE]]: на этот раз добавим в схему «заземляющие» соединения для обеих цепей, налагая высокое постоянное напряжение между одной цепью и землёй за счёт использования дополнительного источника напряжения: | ||
[[File:II-9_3-1.jpg|450px|center|thumb|Рис. 1. Трансформатор изолирует 10 В переменного тока на V<sub>1</sub> от 250 В постоянного тока на V<sub>2</sub>.]] | [[File:II-9_3-1.jpg|450px|center|thumb|'''Рис. 1.''' [[Трансформатор]] изолирует 10 В переменного тока на V<sub>1</sub> от 250 В постоянного тока на V<sub>2</sub>.|alt=Рис. 1. Трансформатор изолирует 10 В переменного тока на V<sub>1</sub> от 250 В постоянного тока на V<sub>2</sub>.]] | ||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" | ||
| Строка 43: | Строка 43: | ||
|} | |} | ||
{{ads2}} | |||
[[SPICE]] показывает, что на вторичную цепь относительно заземления подаётся постоянный ток 250 В, но, как вы можете видеть, это никак не влияет на первичную цепь в узлах 1 и 2 (где наблюдается нулевое напряжение постоянного тока). Кроме того, преобразование мощности переменного тока из первичной цепи к вторичной остаётся на прежнем уровне. | |||
Подаваемое напряжение в этом примере часто называют синфазным напряжением, потому что оно наблюдается в более чем одной точке цепи по отношению к общей точке заземления. [[Трансформатор]] изолирует синфазное напряжение, так что оно вообще не воздействует на первичную цепь, а скорее изолировано во вторичной секции. | |||
Для записи, неважно, что синфазное напряжение относится к постоянному току. Это может быть переменный ток, даже с другой частотой, и [[трансформатор]] всё равно изолирует его от первичной цепи. | |||
[[File:II-9_3-2.jpg|450px|center|thumb|Рис. 2. Изолирующий трансформатор изолирует питание от линии электропередачи.]] | Существуют приложения, в которых необходима электрическая изоляция между двумя цепями переменного тока без какого-либо преобразования уровней напряжения или тока. В этих случаях используются [[трансформатор]]ы, называемые ''[[изолирующими трансформаторами]]'', с коэффициентом трансформации 1:1. Настольный изолирующий трансформатор показан на этом рисунке. | ||
[[File:II-9_3-2.jpg|450px|center|thumb|'''Рис. 2.''' [[Изолирующий трансформатор]] изолирует питание от линии электропередачи.|alt=Рис. 2. Изолирующий трансформатор изолирует питание от линии электропередачи.]] | |||
== Итог == | == Итог == | ||
*Имея возможность передавать мощность от одной цепи к другой без использования соединительных проводов между двумя цепями, | * Имея возможность передавать мощность от одной цепи к другой без использования соединительных проводов между двумя цепями, [[трансформатор]]ы обеспечивают полезную функцию гальванической развязки. | ||
* | * [[Трансформатор]]ы, предназначенные для обеспечения гальванической развязки без повышения или понижения напряжения и тока, называются [[изолирующими трансформаторами]]. | ||
=См.также= | =См.также= | ||
=Внешние ссылки= | =Внешние ссылки= | ||
| Строка 66: | Строка 68: | ||
<references /> | <references /> | ||
{{Навигационная таблица/Электроника | {{Навигационная таблица/Портал/Электроника}} | ||
Текущая версия от 21:42, 22 мая 2023
Электрическая изоляция[1]
SPICE-анализ электрической изоляции
Помимо простого преобразования между различными уровнями напряжения и тока в цепях переменного и постоянного тока, трансформаторы умеют делать кое-что ещё крайне полезное. Они могут обеспечивать изоляцию, соединяя одну цепь с другой без использования прямых проводных соединений.
Этот эффект можно продемонстрировать с помощью другой симуляции SPICE: на этот раз добавим в схему «заземляющие» соединения для обеих цепей, налагая высокое постоянное напряжение между одной цепью и землёй за счёт использования дополнительного источника напряжения:
| v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 v2 5 0 dc 250 l1 2 0 10000 l2 3 5 100 k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 rload 4 5 1k .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .end |
Напряжение постоянного тока относительно заземления (узел 0):
| (1) 0.0000 | (2) 0.0000 | (3) 250.0000 |
| (4) 250.0000 | (5) 250.0000 |
Напряжение переменного тока:
| freq | v(2) | i(v1) | |
|---|---|---|---|
| 6.000E+01 | 1.000E+01 | 9.975E-05 | Первичная цепь |
| freq | v(3,5) | i(vi1) | |
|---|---|---|---|
| 6.000E+01 | 9.962E-01 | 9.962E-04 | Вторичная цепь |
SPICE показывает, что на вторичную цепь относительно заземления подаётся постоянный ток 250 В, но, как вы можете видеть, это никак не влияет на первичную цепь в узлах 1 и 2 (где наблюдается нулевое напряжение постоянного тока). Кроме того, преобразование мощности переменного тока из первичной цепи к вторичной остаётся на прежнем уровне.
Подаваемое напряжение в этом примере часто называют синфазным напряжением, потому что оно наблюдается в более чем одной точке цепи по отношению к общей точке заземления. Трансформатор изолирует синфазное напряжение, так что оно вообще не воздействует на первичную цепь, а скорее изолировано во вторичной секции.
Для записи, неважно, что синфазное напряжение относится к постоянному току. Это может быть переменный ток, даже с другой частотой, и трансформатор всё равно изолирует его от первичной цепи.
Существуют приложения, в которых необходима электрическая изоляция между двумя цепями переменного тока без какого-либо преобразования уровней напряжения или тока. В этих случаях используются трансформаторы, называемые изолирующими трансформаторами, с коэффициентом трансформации 1:1. Настольный изолирующий трансформатор показан на этом рисунке.
Итог
- Имея возможность передавать мощность от одной цепи к другой без использования соединительных проводов между двумя цепями, трансформаторы обеспечивают полезную функцию гальванической развязки.
- Трансформаторы, предназначенные для обеспечения гальванической развязки без повышения или понижения напряжения и тока, называются изолирующими трансформаторами.
См.также
Внешние ссылки
