సింగిల్ ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ అంటే ఏమిటి: నిర్మాణం మరియు దాని పని

సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ అనేది అంగీకరించే విద్యుత్ పరికరం సింగిల్-ఫేజ్ ఎసి పవర్ మరియు సింగిల్-ఫేజ్ ఎసిని అందిస్తుంది. 3-దశల పంపిణీ ట్రాన్స్ఫార్మర్ కంటే మొత్తం డిమాండ్ మరియు ఖర్చులు తక్కువగా ఉన్నందున పట్టణేతర ప్రాంతాలలో విద్యుత్ పంపిణీలో ఇది ఉపయోగించబడుతుంది. ఫ్రీక్వెన్సీలో మార్పు లేకుండా ఇంటి వోల్టేజ్‌ను తగిన విలువకు తగ్గించడానికి వాటిని స్టెప్-డౌన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌గా ఉపయోగిస్తారు. ఈ కారణంగా, ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ నివాసాల వద్ద ఉపకరణాలు. ఈ వ్యాసం సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.

సింగిల్ ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: TO ట్రాన్స్ఫార్మర్ అయస్కాంత శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే పరికరం. ఇది ప్రాధమిక వైండింగ్ మరియు సెకండరీ వైండింగ్ అని పిలువబడే రెండు ఎలక్ట్రికల్ కాయిల్స్ కలిగి ఉంటుంది. ప్రాథమిక మూసివేసే ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క శక్తిని పొందుతుంది, సెకండరీ వైండింగ్ శక్తిని అందిస్తుంది. ఈ కాయిల్స్ చుట్టూ చుట్టడానికి “కోర్” అని పిలువబడే మాగ్నెటిక్ ఐరన్ సర్క్యూట్ సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ రెండు కాయిల్స్ విద్యుత్తుతో వేరుచేయబడినప్పటికీ, అవి అయస్కాంతంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక గుండా వెళ్ళినప్పుడు విద్యుత్ ప్రవాహం అప్పుడు అయస్కాంత క్షేత్రం సృష్టించబడుతుంది, ఇది ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ అంతటా వోల్టేజ్ను ప్రేరేపిస్తుంది. అప్లికేషన్ రకం ఆధారంగా, అవుట్పుట్ వద్ద వోల్టేజ్‌ను స్టెప్-అప్ లేదా స్టెప్-డౌన్ చేయడానికి సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ట్రాన్స్ఫార్మర్ సాధారణంగా a పవర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ అధిక సామర్థ్యం మరియు తక్కువ నష్టాలతో. సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది.

సింగిల్-ఫేజ్-ట్రాన్స్ఫార్మర్

సింగిల్ ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సూత్రం

సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ సూత్రంపై పనిచేస్తుంది ఫెరడే యొక్క విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క చట్టం . సాధారణంగా, ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్ల మధ్య పరస్పర ప్రేరణ విద్యుత్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లో ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఆపరేషన్కు బాధ్యత వహిస్తుంది.

సింగిల్ ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క పని

ట్రాన్స్ఫార్మర్ అనేది ఒక సర్క్యూట్లో విద్యుత్ శక్తిని అదే ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క మరొక సర్క్యూట్కు బదిలీ చేసే స్టాటిక్ పరికరం. ఇది ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్లను కలిగి ఉంటుంది. ఈ ట్రాన్స్ఫార్మర్ పరస్పర ప్రేరణ సూత్రంపై పనిచేస్తుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమికత AC సరఫరాతో అనుసంధానించబడినప్పుడు, కాయిల్లో ప్రస్తుత ప్రవాహాలు మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం నిర్మించబడుతుంది. ఈ పరిస్థితిని మ్యూచువల్ ఇండక్టెన్స్ అని పిలుస్తారు మరియు ప్రస్తుత ప్రవాహం ఫెరడే యొక్క విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ చట్టం ప్రకారం ఉంటుంది. ప్రస్తుత సున్నా నుండి దాని గరిష్ట విలువకు పెరుగుతున్నప్పుడు, అయస్కాంత క్షేత్రం బలపడుతుంది మరియు dɸ / dt చే ఇవ్వబడుతుంది.

ఈ విద్యుదయస్కాంత శక్తి యొక్క అయస్కాంత రేఖలను ఏర్పరుస్తుంది మరియు కాయిల్ నుండి బయటికి విస్తరించి అయస్కాంత ప్రవాహం యొక్క మార్గాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. రెండు వైండింగ్ల యొక్క మలుపులు ఈ అయస్కాంత ప్రవాహంతో అనుసంధానించబడతాయి. కోర్లో ఉత్పత్తి అయ్యే అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం వైండింగ్‌లోని మలుపుల సంఖ్య మరియు ప్రస్తుత పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అయస్కాంత ప్రవాహం మరియు ప్రవాహం ఒకదానికొకటి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి.

సింగిల్-ఫేజ్-ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క పని

మూలం: వికీమీడియా

కోర్ చుట్టూ ఫ్లక్స్ యొక్క అయస్కాంత రేఖలు ప్రవహిస్తున్నప్పుడు, ఇది ద్వితీయ వైండింగ్ గుండా వెళుతుంది, దాని అంతటా వోల్టేజ్ను ప్రేరేపిస్తుంది. ద్వితీయ కాయిల్‌లో ప్రేరేపించబడిన వోల్టేజ్‌ను గుర్తించడానికి ఫెరడే యొక్క చట్టం ఉపయోగించబడుతుంది మరియు దీనికి ఇవ్వబడింది:

N. dɸ / dt

ఎక్కడ,

‘ఎన్’ కాయిల్ మలుపుల సంఖ్య

ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్లలో పౌన frequency పున్యం ఒకే విధంగా ఉంటుంది.

ఈ విధంగా, ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ రెండు వైండింగ్లలో ఒకే విధంగా ఉంటుందని చెప్పవచ్చు, అదే అయస్కాంత ప్రవాహం రెండు కాయిల్స్ను కలుపుతుంది. అలాగే, ప్రేరేపించబడిన మొత్తం వోల్టేజ్ కాయిల్‌లోని మలుపుల సంఖ్యకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్లలో ప్రతి దానిపై ఒకే మలుపులు ఉన్నాయని అనుకుందాం. నష్టాలు లేవని, హిస్తే, ప్రస్తుతము కాయిల్ ద్వారా అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ద్వితీయ అంతటా ఒక వోల్ట్ యొక్క వోల్టేజ్ను ప్రేరేపిస్తుంది.

ఎసి సరఫరా కారణంగా, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సైనూసోయిడ్ గా మారుతూ ఉంటుంది మరియు ఇది ఇవ్వబడుతుంది,

=_{గరిష్టంగా}లేకుండా

N మలుపుల కాయిల్ వైండింగ్లలో ప్రేరేపిత emf, E మధ్య సంబంధం ఇవ్వబడింది,

E = N (d∅) / dt

E = N * ω *_{గరిష్టంగా}cosωtφ

ఇమాక్స్ = Nωɸ_{గరిష్టంగా}

Erms = Nω / √2 *_{గరిష్టంగా}= 2π / √2 * f * N *_{గరిష్టంగా}

Erms = 4.44 fNɸ_{గరిష్టంగా}

ఎక్కడ,

‘F’ అనేది హెర్ట్జ్‌లోని ఫ్రీక్వెన్సీ, ఇది ω / 2π చే ఇవ్వబడుతుంది.

‘ఎన్’ కాయిల్ వైండింగ్ల సంఖ్య

‘ɸ’ అనేది వెబ్స్‌లో ఫ్లక్స్ మొత్తం

పై సమీకరణం ట్రాన్స్ఫార్మర్ EMF సమీకరణం. ట్రాన్స్ఫార్మర్ E యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క emf కొరకు, N ప్రాధమిక మలుపుల సంఖ్య (NP) అవుతుంది, అయితే ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క emf, E కొరకు, మలుపుల సంఖ్య, N (NS) అవుతుంది.

సింగిల్ ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిర్మాణం

ఒక సాధారణ సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో అవసరమైన అయస్కాంత సర్క్యూట్‌ను అందించడానికి ప్రతి వైండింగ్ మృదువైన ఇనుప అవయవంపై విడిగా గాయమవుతుంది, దీనిని సాధారణంగా 'ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోర్' అని పిలుస్తారు. ఇది రెండు వైండింగ్ల మధ్య వోల్టేజ్ను ప్రేరేపించడానికి అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రవాహానికి ఒక మార్గాన్ని అందిస్తుంది.

పై చిత్రంలో చూసినట్లుగా, రెండు వైండింగ్‌లు సమర్థవంతమైన అయస్కాంత కలయికను కలిగి ఉండటానికి దగ్గరగా లేవు. అందువల్ల, కాయిల్స్ దగ్గర మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ను కలపడం మరియు పెంచడం ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్ల మధ్య అయస్కాంత కలయికను పెంచుతుంది. కోర్ నుండి విద్యుత్ నష్టాన్ని నివారించడానికి సన్నని ఉక్కు లామినేషన్లను ఉపయోగించాలి.

సెంట్రల్ స్టీల్ లామినేటెడ్ కోర్ చుట్టూ వైండింగ్లు ఎలా గాయపడతాయో దాని ఆధారంగా, ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిర్మాణం రెండు రకాలుగా విభజించబడింది

కోర్-రకం ట్రాన్స్ఫార్మర్

ఈ రకమైన నిర్మాణంలో, దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా మాగ్నెటిక్ కప్లింగ్‌ను పెంచడానికి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ప్రతి కాలు చుట్టూ సగం వైండింగ్‌లు మాత్రమే స్థూపాకారంగా గాయపడతాయి. ఈ రకమైన నిర్మాణం రెండు వైండింగ్లలోనూ ఒకేసారి శక్తి యొక్క అయస్కాంత రేఖలు ప్రవహిస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది. కోర్-టైప్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత ఏమిటంటే, కోర్ వెలుపల శక్తి యొక్క అయస్కాంత రేఖల యొక్క చిన్న నిష్పత్తి ప్రవాహం వలన సంభవించే లీకేజ్ ఫ్లక్స్.

కోర్-టైప్-ట్రాన్స్ఫార్మర్

షెల్-రకం ట్రాన్స్ఫార్మర్

ఈ రకమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిర్మాణంలో, ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ వైండింగ్‌లు మధ్య అవయవంలో స్థూపాకారంగా ఉంచబడతాయి, దీని ఫలితంగా బాహ్య అవయవాల కంటే రెండు రెట్లు క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం ఉంటుంది. ఈ రకమైన నిర్మాణంలో రెండు క్లోజ్డ్ అయస్కాంత మార్గాలు ఉన్నాయి మరియు బయటి అవయవంలో అయస్కాంత ప్రవాహం ɸ / 2 ప్రవహిస్తుంది. షెల్ రకం ట్రాన్స్ఫార్మర్ లీకేజ్ ఫ్లక్స్ ను అధిగమించి, కోర్ నష్టాలను తగ్గిస్తుంది మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది.

సింగిల్-ఫేజ్-ట్రాన్స్ఫార్మర్-షెల్-రకం

అప్లికేషన్స్

సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క అనువర్తనాలు క్రింద పేర్కొనబడ్డాయి.

• నివాస మరియు తేలికపాటి-వాణిజ్య ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు మద్దతు ఇవ్వడానికి సుదూర సంకేతాలను స్టెప్-డౌన్ చేయడానికి
• వోల్టేజ్ నియంత్రణ కోసం టెలివిజన్ సెట్లలో
• హోమ్ ఇన్వర్టర్లలో స్టెప్-అప్ శక్తికి
• పట్టణేతర ప్రాంతాలకు విద్యుత్ సరఫరా చేయడం
• ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ ఒకదానికొకటి దూరంగా ఉన్నందున రెండు సర్క్యూట్లను విద్యుత్తుగా వేరుచేయడం

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). ఒకే దశ అంటే ఏమిటి?

సింగిల్-ఫేజ్ సిస్టమ్ లేదా సర్క్యూట్ సింగిల్ ఆల్టర్నేటింగ్ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది లేదా ఉపయోగిస్తుంది

2). ఇళ్ళు సింగిల్-ఫేజ్ సరఫరాను ఉపయోగిస్తాయా?

సాధారణంగా, గృహాలకు సింగిల్-ఫేజ్ సరఫరాతో సరఫరా చేస్తారు

3). సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఏ సూత్రాలపై పనిచేస్తుంది?

ఫెరడే యొక్క చట్టం విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ మరియు పరస్పర ప్రేరణ

4). ట్రాన్స్ఫార్మర్ “టర్న్స్ రేషియో” అంటే ఏమిటి?

NP / NS = VP / VS = n = నిష్పత్తిని మారుస్తుంది

5). ఒకే-దశ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క రెండు ఉపయోగాలు ఇవ్వండి

• వోల్టేజ్ నియంత్రణ కోసం టెలివిజన్ సెట్లలో
• హోమ్ ఇన్వర్టర్లలో స్టెప్-అప్ శక్తికి

అందువల్ల, తేలికైన విద్యుత్ పరికరాలకు సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ తగినది. ఇది తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది మరియు పట్టణేతర ప్రాంతాలకు విద్యుత్ సరఫరా చేయడానికి ఎక్కువ ప్రాధాన్యత ఇస్తుంది. ఈ వ్యాసం నొక్కి చెబుతుంది ట్రాన్స్ఫార్మర్ పని సూత్రం , సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క నిర్మాణం మరియు అనువర్తనాలు. ఈ వ్యాసం నుండి పాఠకుడు సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ గురించి లోతుగా తెలుసుకోవచ్చు.