Was ist der Zweck von zwei Spulen in einem Transformator?

Ich habe etwas über Elektrizität gelernt, die über große Entfernungen von den Energieversorgungsunternehmen zu den Menschen nach Hause geschickt wird. Ich weiß, dass Strom zunächst von einem Energieversorgungsunternehmen an einen Hochspannungstransformator gesendet wird, um den Strom zu reduzieren, der dann einen anderen Transformator in der Nähe des Hauses der Menschen erreicht, wo der Strom dann durch Verwendung von Abwärtstransformatoren erhöht wird. Was ich hier jedoch nicht verstehe, ist, warum jeder Transformator zwei Spulen hat? Warum können Sie nicht einfach mit einer Spule oder einem Draht arbeiten, wo Gleichstrom mit hoher Spannung vom Energieversorger zum nahe gelegenen Umspannwerk gesendet wird, wo die Spannung dann verringert wird, um den Strom zu erhöhen, der in die Häuser der Menschen fließt? Die Idee, zwei Spulen in Transformatoren zu haben, erscheint mir einfach überflüssig.

Bearbeiten: Nachdem jemand darauf hingewiesen hat, dass die Fragen nicht klar sind, lautet meine Frage kurz, warum Transformatoren zwei Spulen benötigen. Warum kann es nicht die gleiche Aufgabe erfüllen oder Spannung und Strom variieren, mit nur einer Spule, wobei sich jede Spule mit unterschiedlicher Anzahl von Spulen und in verschiedenen Stationen gegenseitig induziert?

Ihre Frage ist nicht ganz klar, wie Ihre alternative Idee "eine Spule oder ein Draht" funktionieren würde. Ich denke, Sie müssen darüber nachdenken, wie Sie Ihre Frage klarer formulieren können.
Meine Frage sollte keine Details darüber geben, wie die alternative Idee funktionieren würde und sollte. Es sollte eine Idee vorschlagen, die richtig sein kann oder nicht, die durch einen Eliminierungsprozess die übergreifende Idee beleuchtet, warum Transformatoren so aufgebaut sind, wie sie es tun.
Nun, in diesem Fall klingt es so, als wären Sie nur verwirrt über die Grundprinzipien der Funktionsweise eines Standardtransformators, was zu weit gefasst ist, um es hier darzustellen. Ich denke, Sie müssen zurückgehen und das Thema selbst gründlicher studieren, und wenn es dann ein bestimmtes Konzept gibt, das Ihnen Probleme bereitet, können Sie zurückkommen und eine gezielte Frage zu diesem bestimmten Konzept stellen.
Können Sie besser erklären, "wo sich die einzelnen Spulen mit unterschiedlicher Anzahl von Spulen und in verschiedenen Stationen gegenseitig induzieren?"
Vielleicht fragen Sie nach dem Autotransformator en.wikipedia.org/wiki/Autotransformer
Vielleicht sollten Sie Ihre Zeichnung eines Einspulentransformators posten, um zu verdeutlichen, was Sie meinen.

Antworten (2)

Sie können einen Transformator mit nur "einer Spule" herstellen. Nennt sich Autotransformator .

Für die Hochspannungsstromverteilung hätte dies jedoch ernsthafte Sicherheitsprobleme, da die Haushaltsversorgung mit „Niederspannung“ (110 V oder 240 V) direkt mit der „Hochspannungs“ -Verkabelung verbunden wäre und Fehler wie ein getrennter Neutral- oder Erdleiter auftreten könnten tödlich sein oder ein Feuer verursachen, weil die "Niederspannungs"-Hausverkabelung nicht für eine viel höhere Spannung ausgelegt ist. (Natürlich könnte es sicher konstruiert werden, aber die Kosten wären viel höher, und jedes Elektrogerät müsste auch neu konstruiert werden.)

Auch wenn die Spannung durch einen Transformator reduziert wird, wird der Strom im gleichen Verhältnis erhöht. Daher besteht die Niederspannungswicklung normalerweise aus dickerem Draht als die Hochspannungswicklung. Das Verbinden von zwei unterschiedlichen Drahtstärken in der Mitte einer "einzelnen Wicklung" macht eher den Punkt einer einzelnen Wicklung zunichte - Sie können genauso gut beide Enden der Verbindung zugänglich machen und zwei separate Wicklungen haben.

Spartransformatoren sind in einigen Anwendungen mit geringer Leistung und Niederspannung nützlich, wie z. B. elektronischen Oszillatoren - zum Beispiel der Hartley-Oszillatorschaltung - oder wenn die Differenz zwischen den Primär- und Sekundärspannungen und -strömen ziemlich gering ist, z. B. beim Transformieren von 120 V auf 240 V.

Ja, Spartransformatoren, besser bekannt unter denen von uns, die vor langer Zeit an CRT-Fernsehern herumgebastelt haben, als "Flyback-Transformatoren", waren üblich, um die für Kathodenstrahlröhren (CRTs) erforderlichen Hochspannungen zu erzeugen.

Ihre Frage betrifft die Stromübertragung, aber Transformatoren werden in allen Arten von Anwendungen verwendet, von winzigen Hochfrequenzanwendungen, die möglicherweise nur eine halbe Spule mit einem Abgriff von 1/8 haben, bis hin zu komplizierten in Stromversorgungen von Geräten mit einem Dutzend Spulen! Die Zeit ist zu kurz, um Ihnen den vollständigen Transformatorvortrag zu geben, aber die obige Antwort (@alephzero) deckt im Allgemeinen den Punkt über Stromverteilungstransformatoren ab. Ich werde noch etwas hinzufügen. Aus wirtschaftlichen Gründen möchte ein Verteilungssystem vom Kraftwerk bis zum Haus nicht zu viele Zwischentransformatoren haben, sodass die Windungsverhältnisse oft groß sind. ZB eine Primärspannung von 11kV und eine Sekundärspannung von 415V. Etwa 25:1. Also für 100A in Ihnen laufen 2.500A aus. Dicke des Spulendrahtes etwas unterschiedlich, wie Sie sehen. Ein weiterer Grund, in der Stromverteilung, für die elektrische Trennung der beiden Seiten des Transformators liegt an der Funktionsweise des Fehlerschutzes. Sie benötigen einen vollständig isolierten Transformator (dh 2 Spulen), um sicherzustellen, dass der 11-kV-Netzfehlerschutz unabhängig vom 415-V-System funktioniert, dito bis zu 33-kV- / 66-kV- / 132-kV- / 275-kV-Netzen und schließlich zum Generatorausgang. Transformatoren (mit 2 nicht angeschlossenen Spulen) isolieren die elektrischen Systeme auf beiden Seiten.

Was ist der Zweck von zwei Spulen in einem Transformator?
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