Hackaday 사전: 트랜스포머

재미있는 것, 전기. 그것은 볼트와 암페어에 관한 것이며 이 두 가지 요소를 제어하는 ​​것입니다. 대부분의 경우 장치에 들어오는 전기는 필요한 것보다 높은 전압이므로 더 사용하기 쉬운 것으로 변환해야 합니다. 이를 수행하는 가장 쉬운 방법은 변압기를 사용하는 것입니다.

전원 공급 장치의 변압기는 주전원에서 높은 전압을 받아 더 낮은 전압으로 변환하여 기기에 전원을 공급합니다. 휴대폰에 전원을 공급하는 소형 USB 버전부터 집의 주 전력을 공급하는 전신주에 걸려 있는 큰 전원 공급 장치에 이르기까지 모든 전원 공급 장치에서 하나를 찾을 수 있습니다. 이러한 변압기는 크기는 다르지만 기본 설계는 동일합니다.

기본 변압기는 금속 코어를 감싼 두 개의 와이어 코일입니다. 교류 전류가 이러한 코일 중 하나(1차 코일이라고 함)에 적용되어 금속 코어에 자기장이 생성됩니다. 이 자기장은 차례로 2차 코일이라고 불리는 두 번째 코일에 전류를 생성합니다. 이 두 전류의 관계가 중요한데, 이는 각 코일의 길이 비율로 정의되며 일반적으로 각 코일이 만드는 회전 수로 정의됩니다. 두 코일의 감은 수가 같으면 1차 코일로 들어가는 전류와 2차 코일로 나가는 전류는 거의 동일합니다. 2차 코일의 권선 수가 2배가 되면 전압은 거의 2배가 됩니다. 2차 코일의 권선 수가 절반이면 전압은 거의 절반으로 줄어듭니다. 이는 변환기에서 사용하는 이름 지정(승압 및 강압)을 설명하는 데 도움이 됩니다. 승압 유형은 더 높은 전압(이 Jacobs 사다리에 사용된 것과 같은)을 생성하는 반면, 강압 유형은 전압을 감소시킵니다.

변압기가 작동하려면 교류(AC)를 사용해야 합니다. AC는 2차 코일에 전류를 유도하는 변화하는 자기장(자속이라고 함)을 생성합니다. 자기장이 변화하지 않으면 유도 전류가 발생하지 않습니다. DC 출력이 필요한 경우 전원 공급 장치의 시퀀스는 변압기에서 시작하여 벽면 소켓의 AC를 더 낮은 수준으로 낮추고 이 낮은 전압 AC는 전원 공급 장치에서 출력되는 DC로 변환됩니다. .

변압기 작동 방식에 영향을 미치는 많은 요소가 있습니다. 여기에는 코어의 구성 요소가 포함됩니다. 금속은 자기장이 흐르는 방식에 영향을 미칩니다. 자기장의 에너지 중 일부는 와전류 손실이라고 불리는 2차 코일에 전류를 생성하기 전에 필연적으로 손실됩니다.

이러한 모든 요소는 변압기의 성능에 영향을 미치므로 대부분의 변압기는 특정 목적을 염두에 두고 맞춤 설계됩니다. 변압기 설계는 많은 요소를 고려해야 하는 복잡한 기술입니다. 좋은 시작은 변압기 부품과 키트를 만드는 Wurth의 이와 같은 설계 가이드입니다.

CRT(음극선관)와 같은 고전압 설계에 사용되는 플라이백 유형, 자기장을 포함하는 토로이달 유형, 고정 출력 전압을 생성하면서 다양한 입력 전압을 처리할 수 있는 자동 변압기를 포함하여 여러 유형의 변압기도 있습니다. 금속 코어가 없고 크기가 더 작은 에어코어 변압기, 물리적인 힘을 감지하기 위해 압전 소자를 사용하는 피지오 변압기.

하지만 변압기를 실험하는 데에는 키트가 필요하지 않습니다. 변압기는 몇 개의 강철 조각을 감싼 두 개의 와이어 비트 또는 금속 링을 감싼 두 개의 와이어처럼 간단할 수 있으므로 직접 실험하기 쉽습니다.