Có một máy biến dòng tạo ra một điện áp hoặc dòng điện tỷ lệ?

8

Tôi đã mua một máy biến áp hiện tại trông giống như cái dưới đây:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Tôi quấn máy biến áp xung quanh ấm đun nước 10A của tôi và đo các giá trị bằng đồng hồ vạn năng của tôi.

Đo điện áp AC, tôi đo được 10mV (theo bảng dữ liệu tôi sẽ nhận được 5mV ...)
Khi tôi kết nối nó để đo dòng điện xoay chiều, tôi gần như không đọc được gì (~ 5uA)

Từ wikipedia,

một máy biến dòng tạo ra dòng điện giảm tỷ lệ chính xác với dòng điện trong mạch.

Làm thế nào một máy biến áp có thể tạo ra một dòng điện tỷ lệ nếu nó không có ý tưởng về tải? Nếu tôi kết nối điện trở 10Mohm qua các kết nối, tôi sẽ nhận được 10M * 5mA = 50kV qua điện trở?

Việc ghi nhãn gợi ý rằng tôi sẽ nhận được một dòng điện theo tỷ lệ, nhưng điện áp đầu ra trạng thái dữ liệu. Cái nào đúng?

transformer current-transformer

— tgun926
nguồn

"Tôi quấn máy biến áp xung quanh ấm đun nước 10A của mình:" Tổng dòng điện đi qua CT là (hy vọng) bằng không. Tức là bất cứ lúc nào, dòng điện vào ấm qua một dây bằng với dòng ra khỏi ấm qua dây khác. Vì vậy, kết quả bằng không được mong đợi. Như đã đề cập dưới đây: "cái kẹp PHẢI đi xung quanh MỘT trong hai" dây sống "duy nhất". Trên thực tế, đây là nguyên tắc của các thiết bị ngắt rò rỉ trái đất (trong mỗi ngôi nhà) - nếu tổng dòng điện không bằng 0, một số dòng điện đang thoát vào một thứ khác, ví dụ như một con người, có thể giết chết chúng. Vui mừng bạn có một hiện tại (gần như) không !!

— Kỹ sư đảo ngược

19

Kẹp PHẢI chỉ đi xung quanh MỘT trong hai "dây sống" - KHÔNG quanh toàn bộ dây.

Thêm 100 Ohms trên đầu ra.
Mong đợi 1 Volt mỗi đầu vào 20A.
Xem bên dưới.

Làm thế nào một máy biến áp có thể tạo ra một dòng điện tỷ lệ nếu nó không có ý tưởng về tải? Nếu tôi kết nối điện trở 10Mohm qua các kết nối, tôi sẽ nhận được 10M * 5mA = 50kV qua điện trở?

CÓ, nó sẽ cố gắng tạo ra 50 kV, đúng như bạn tính toán. Nhưng trước đó bạn có thể có được vũ khí, khói, lửa và vui vẻ. Để hạn chế niềm vui của bạn, có lẽ nó phải quay lại các zener được đánh giá ở mức khoảng 20V bên trong.

KHÔNG HOẠT ĐỘNG MÀ KHÔNG CẦN CHỌN NGOẠI TRỪ 100 Ohms trở xuống.

ĐỪNG

Đó là 100A / 0,050 A = 2000: 1 CT (máy biến dòng). Nó được thiết kế để có ~ ~ <= 5V ở đầu ra với Iin = max xếp hạng.
Vì nó làm cho hiện tại BẠN phải chuyển đổi nó thành điện áp bằng cách thêm một Rout "gánh điện trở" đầu ra.
Đối với 5V ở 100 A, vì điều này mang lại 50 mA ngoài
R = V / I = 5V / 0,050A = 100 Ohms.
Điều này mang lại cho 5V ở 100 A in, và ví dụ 1V ở 20A trong vv cho một lượt chính = - dây qua lõi.

Khi bạn tăng Vout, bạn bắt đầu bão hòa lõi. Giữ Vout hợp lý thấp tăng cường tuyến tính.

Đọc nặng nhưng hữu ích:

SCT 30A CT phiên bản hiện tại thấp hơn của bạn.

Thành viên gia đình. Của bạn giống như cái ở trên cùng bên trái trong bảng NHƯNG đầu ra 50 mA được xếp hạng. .

Các đầu ra ĐIỆN ÁP hoạt động CHÍNH XÁC giống nhau ngoại trừ "điện trở bị chôn vùi" đã được đưa vào bên trong CT.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Yeeha !!!

CT (máy biến dòng) là "máy biến áp thông thường" được sử dụng theo cách khác thường.

Chúng thường được sử dụng với "sơ cấp một lượt" được tạo ra bằng cách chạy dây qua lỗ trên lõi. Với các CT "chế độ hiện tại", với sơ cấp 1 lượt, chúng cung cấp dòng điện nhỏ hơn đã nêu ở đầu ra khi dòng điện lớn hơn được nêu trong dòng chính một lượt. Đối với máy biến áp 1 100A: 50 mA, sơ cấp có 1 lượt và thứ cấp có
1 x 100A / 0,050A = 2000 lượt.

Không có phép thuật - chỉ cần sắp xếp lại bộ não.

Đối với một máy biến áp không tổn thất lý tưởng với tỷ lệ lần lượt 1: N:
Vout / Vin = N .... 1
Iin / Vout = N .... 2 <- lưu ý vào và ra hoán đổi
Vin x Iin = Vout x Iout .... 3
Iout = Vout / Rload .... 4
Iin = Iout / N = Vout / Rload / N .... 5

Nếu bạn không hài lòng với 5 công thức trên, hãy chấp nhận chúng theo tiêu chuẩn hoặc thoát khỏi Google của bạn.
Một khi hạnh phúc, tiến hành. Chúng tôi không gặp khó khăn khi tin vào các phương trình này (có lẽ với một chút hình dung) NHƯNG bỏ lỡ các hàm ý.

Chúng tôi thường đặt Vin và Vout và để điều chỉnh hiện tại khi cần.

NHƯNG với biến áp giống hệt nhau cho phép thay vào đó đặt Iin và Rload và N và xem những gì bạn có thể rút ra.

Trễ hơn ...

— Russell McMahon
nguồn

4

Cảnh báo an toàn của Russell là một trong những điều yêu thích của tôi về trang web này.

— Greg d'Eon

Sẽ có bất kỳ vấn đề cụ thể nào bao gồm zener hai đầu nối tiếp và điện trở nối dây vĩnh viễn với máy biến áp hiện tại, nếu zener không dẫn điện đáng kể ở điện áp hoạt động dự định? Tôi nghĩ rằng các máy biến áp hiện tại có phích cắm nên bao gồm một số dạng gánh nặng vĩnh viễn vì lý do an toàn.

— supercat

1

@supercat - Tôi nghĩ rằng hầu hết các CT nhỏ trên thị trường được đánh giá đầu ra hiện tại đã có các zener quay lại nội bộ - bao gồm cả các CT. Tôi lưu ý "... Để hạn chế niềm vui của bạn, có lẽ nó phải quay lại các zener được đánh giá ở khoảng 20V bên trong." Điều đó dựa trên tài liệu tham khảo mà tôi đã trích dẫn và các bình luận tương tự khác ở nơi khác.

— Russell McMahon

Kẹp xung quanh nhiều dây là hữu ích - nó giúp bạn đo được sự khác biệt về dòng điện giữa các dây.

— ThreePhaseEel

@ThreePhaseEel ... cho một phạm vi giá trị "hữu ích" bị hạn chế :-). Tôi có thể thấy nó hữu ích và chắc chắn sẽ thấy nó thú vị (vì mọi thứ đều như vậy) nhưng hầu hết người dùng sử dụng CT cho hầu hết người dùng sử dụng sử dụng chúng cho sẽ tìm thấy exoticaeria như vậy thực sự rất không rõ ràng. Theo tôi biết bạn biết.

— Russell McMahon

7

Một CT là một máy biến điện áp và có tỷ số lần lượt. Tỷ lệ lần lượt này có thể là 1: 100 hoặc 1: 1000 hoặc bất cứ điều gì. Vì vậy, hãy kiểm tra những gì xảy ra khi một máy biến điện áp được sử dụng như một máy biến áp trở kháng (như khi nó được sử dụng như một CT).

Giả sử bạn có điện trở gánh nặng 100 ohm và tỷ lệ lần lượt là 1: 100. Trở kháng được truyền vào sơ cấp (đó là dây dày mang dòng điện bạn muốn đo) được chuyển thành trở kháng thấp hơn nhiều bằng bình phương tỷ lệ lần lượt.

Một điện trở gánh nặng 100 ohm sẽ trông giống như 10 milli ohms trên sơ cấp. 10 mili ohms hoàn toàn đầm lầy này (hoặc ít nhất là trên CT được thiết kế tốt) tất cả các dòng từ hóa và đáng tin cậy làm cho cuộn dây đầu vào chính của CT trông giống như một điện trở 0,01 ohm (trong ví dụ này).

Điện trở được nhìn thấy ở sơ cấp là bình phương tỷ lệ lần lượt biến đổi điện trở gánh 100R thành 0,01 ohms.

Đối với 1 A RMS chảy qua điện trở sơ cấp (hay còn gọi là điện trở gánh được biến đổi), có điện áp rơi 0,01 volt RMS và trên thứ cấp, đây được coi là điện áp cao hơn 100 lần ở RV 1V.

Nếu bạn loại bỏ điện trở gánh, bạn không có điện áp vô hạn nhưng bạn có điện áp lớn hơn đáng kể - điều này bị giới hạn / giới hạn bởi độ tự cảm từ hóa của dây / lõi chính mà bạn đang đo dòng điện. Độ tự cảm này có thể là 1mH và , ở tần số 50 Hz, điều này có trở kháng là 0,336 ohms. Với 1 amp chảy (và không có gánh nặng), sẽ có điện áp 0,336 volt RMS trên sơ cấp và 31,4 V RMS trên thứ cấp.

Toàn bộ vấn đề về CT là chúng "biến đổi trở kháng" điện trở gánh xuống một giá trị rất nhỏ làm thay đổi số lượng điện cảm từ hóa của sơ cấp - điều này có nghĩa là bạn có thể quên đi hiệu ứng trở kháng mag và coi CT là dòng điện thực máy biến áp.

Không có gánh nặng thứ cấp, vì độ tự cảm từ hóa, bạn không bao giờ thực sự có được nhiều hơn vài chục volt đến vài trăm volt trên hầu hết các CT mạch hở. Tôi không loại trừ rằng bạn có thể tạo ra một nghìn volt trên một số CT tối nghĩa nhưng tại sao một nhà sản xuất lại gặp rắc rối khi làm cho độ tự cảm từ hóa (và do đó tính thấm của lõi) rất cao. Điều đó làm cho không có ý nghĩa kinh tế.

Khi đo dòng điện, ấm đun nước của bạn, chọn dây sống hoặc dây trung tính - cho cả hai thông qua không đọc được vì dòng điện chạy ngược chiều và trường mag hủy bỏ.

Phần EDIT

CT trong câu hỏi là 1: 2000 với điện trở gánh nặng 1 ohm sẵn có do đó nó tạo ra RMS 50mV khi dòng điện đầu vào là 100A RMS. Xem trích xuất từ bảng dữ liệu trong câu hỏi: -

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Với tỷ lệ lần lượt là 2000, điện trở gánh nặng 1 ohm sẽ biến đổi thành điện trở sơ cấp 0,25 micro ohms. Bởi vì lõi được tuyên bố là ferrite, có khả năng độ tự cảm từ hóa chính thấp hơn nhiều so với 1mH như trong ví dụ của tôi ở trên. Nó có lẽ giống như 10uH và, ở tần số 50Hz sẽ có trở kháng khoảng 3 milliohms. Tất nhiên điều đó tốt bởi vì hiệu ứng của điện trở gánh nặng song song với điều này và, khi được đề cập đến hoàn toàn chính, trở kháng 3 mili ohm của cuộn cảm từ hóa.

— Andy aka
nguồn

Tôi đã đọc một số điều thú vị "tại sao khói bay ra từ CT của tôi?" bài viết :-). Và từ lâu tôi đã có một hộp CT mà tôi chưa chơi nhưng thực sự muốn đó là những chiếc toroids trong chậu 100 mm, lỗ trung tâm 45mm, cao 30 mm được dán nhãn 250-300-400-500-600 / 0.1. tức là 100 mA như trên. Tôi nghi ngờ rằng bạn muốn đứng rõ nếu từng đặt 600A qua trung tâm trong khi thứ cấp là O / C :-). Chúng được sử dụng trong một UPS 3 pha lớn từ trung tâm dữ liệu của ngân hàng, tôi được cho biết. Các tản nhiệt là một tác phẩm nghệ thuật và sử dụng các thiết bị Trilington mô-đun lớn - có thời gian tốt và thực sự biến mất.

— Russell McMahon

@RussellMcMahon tôi nghi ngờ rằng khói có thể là do bão hòa lõi (quá nóng hoặc quá nóng cuối cùng) do dòng điện chính chảy qua cuộn cảm mag khi gánh nặng được gỡ bỏ.

— Andy aka

Tôi sẽ phải thực hiện một số phép đo :-). Tăng từ từ khả năng chịu tải trong khi theo dõi kết quả HOẶC chạy OC và chạy Iin bằng variac, v.v.

— Russell McMahon

5

Làm thế nào một máy biến áp có thể tạo ra một dòng điện tỷ lệ nếu nó không có ý tưởng về tải?

$N_p:N_s$ $1:100$ $\dfrac{N_p}{N_s}$

Nếu tôi kết nối điện trở 10Mohm qua các kết nối, tôi sẽ nhận được 10M * 5mA = 50kV qua điện trở?

$\dfrac{N_p^2}{N_s^2}$
$\Omega$ $\Omega$

Về cơ bản, điện trở gánh nặng phản xạ phải cao hơn nhiều so với phản ứng cảm ứng từ hóa bên sơ cấp để đo chính xác. Máy biến điện áp phải có độ tự cảm từ hóa rất cao (vô hạn lý tưởng) để không có dòng điện dưới tải, và máy biến dòng phải có rất ít độ tự cảm từ hóa để có rất ít điện áp rơi (lý tưởng là 0) dưới điện trở không tải (tải). Nhưng, hãy nhớ rằng khi điện trở gánh nặng phản xạ trở nên cao hơn, máy biến áp của bạn sẽ giảm điện áp nhiều hơn và nó sẽ hoạt động giống như một máy biến điện áp. Không có biên giới sắc nét giữa một điện áp và máy biến dòng. Đọc câu trả lời này .

— hkBattousai
nguồn

Tôi không đồng ý với ý kiến của bạn về độ tự cảm của mag - trở kháng của điều này vẫn phải cao để tránh sai số đo - điện trở gánh nặng (và rất nhỏ) được chuyển đổi lên sơ cấp phải thấp hơn đáng kể so với trở kháng mag.

— Andy aka

Đồng ý với Andy.

— thợ lặn

3

"Làm thế nào một máy biến áp có thể tạo ra một dòng điện tỷ lệ nếu nó không có ý tưởng về tải? Nếu tôi kết nối một điện trở 10Mohm qua các kết nối, tôi sẽ nhận được 10M * 5mA = 50kV qua điện trở?"

Về mặt lý thuyết là có. Đó là lý do tại sao bạn phải luôn tải hoặc rút ngắn thứ cấp của máy biến áp hiện tại. Nếu bạn không làm như vậy, bạn có nguy cơ phá hủy máy biến áp.

"Cái nào đúng?". Chỉ có nhà sản xuất có thể trả lời câu hỏi đó.

Nếu bạn có cầu hoặc đồng hồ LCR, bạn có thể xác minh xem thiết bị có thực sự có điện trở tải bên trong hay không. Vì bạn chỉ đo được 5uA nên nó có một cơ hội vì nó sẽ cắt dòng điện qua đồng hồ của bạn, điều này giải thích cho việc đọc thấp.

Nguyên nhân của giây cao. Vôn:

1) Máy biến áp hiện tại:

Hình ảnh một máy biến áp hiện tại không có thứ cấp như cái ở đây.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Điều này rõ ràng sẽ chỉ đơn giản là một cuộn cảm. Vì thường chỉ nói 1 cuộn dây trong CT, nên độ tự cảm của hình xuyến này sẽ là:

L = \frac{μ \times N ² \times A_{c o r e}}{2 \times π \times r}

$L = \frac{μ×N²×A_{core}}{2×π×r}$

Một hình xuyến có = 2,5 × 10−2, đường kính lõi 2cm và đường kính ngoài 3cm sẽ hoạt động như sau:

L = \frac{2.5 \times 10^{- 2} \times 1 \times 7.01 \times 10^{- 4}}{2 \times π \times 0.01} = 0.28 m H

$L = \frac{2.5×10^{−2}×1×7.01×10^{−4}}{2×π×0.01} = 0.28mH$ @ 50Hz, điều này thể hiện trở kháng 0,08Ω hoặc giảm điện áp là 8,8 V @ 100A. Nếu chúng ta cài đặt một thứ cấp có cùng thông số kỹ thuật như CT trong biểu dữ liệu, tỷ lệ 1: 2000, thì điện áp thứ cấp sẽ là:

U_{s} = 2000 \times 8.8 = 17.6 k V!!!!

$U_s = 2000×8.8 = 17.6kV !!!!$

Nếu bạn rút ngắn từ thông thứ cấp là kết quả của dòng thứ cấp này, thì ngược lại từ thông gây ra bởi dòng sơ cấp, triệt tiêu hiệu quả (ít nhất là cho một máy biến áp lý tưởng) độ tự cảm từ góc độ chính. Do trở kháng thấp so với trở kháng tải (tải 230VAC @ 100A là 2,3Ω, tức là khoảng 30 × trở kháng CT), ảnh hưởng đến dòng điện trong mạch là không đáng kể.

2) Biến áp:

Tại sao điều này khác nhau cho một máy biến điện áp?

Hãy tưởng tượng một máy biến điện áp không tải với tỷ lệ lần lượt là 1: 1 trên cùng lõi hình xuyến đó. VT này sẽ có độ tự cảm chính là hoặc 880Ω @ 50Hz.

L = \frac{2.5 \times 10^{- 2} \times 10000 \times 7.01 \times 10^{- 4}}{2 \times π \times 0.01} = 2.8 H

$L = \frac{2.5×10^{−2}×10000×7.01×10^{−4}}{2×π×0.01} = 2.8H$

Nếu một gánh nặng thứ cấp, thông lượng đối lập sẽ làm giảm trở kháng sơ cấp giống như CT, tuy nhiên trong trường hợp này, trở kháng của VT chiếm phần lớn của toàn bộ trở kháng mạch dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ trong dòng điện sơ cấp làm mất tác dụng của dòng điện sơ cấp bộ đếm.

— Ambiorix
nguồn