การใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้า

การใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้า
โดยทั่วไปแล้วหม้อแปลงไฟฟ้าจะใช้งานอยู่ 3 แบบ ได้แก่
1. หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เพื่อเพิ่ม หรือลดขนาดแรงดันไฟฟ้า
2. หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เพื่อเพิ่ม หรือลดปริมาณกระแสไฟฟ้า
3. หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เพื่อแมทช์ค่าอิมพีแดนซ์ ( Impedances)
ซึ่งทั้ง 3 กรณี สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) ของขดลวดปฐมภูมิเปรียบเทียบ กับจำนวนขดลวดทุติยภูมิ


อัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) อัตราส่วนจำนวนรอบ หมายถึง อัตราส่วนระหว่างจำนวนรอบของขดลวด ทุติยภูมิ ( NS) ต่อจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ ( NP)

ตัวอย่าง
หม้อแปลงไฟฟ้ามีจำนวนขดลวดปฐมภูมิเท่ากับ 200 รอบ และขดลวดทุติยภูมิเท่ากับ 600 รอบ จงคำนวณหาอัตราส่วน จำนวนรอบ ( Turns Ratio) ของหม้อแปลงไฟฟ้านี้

ในกรณีนี้จะเห็นว่า จะต้องใช้จำนวนขดลวดทางด้านทุติยภูมิจำนวน 3 ขด ต่อขดลวดทางด้านปฐมภูมิ 1 ขด ซึ่งการ เพิ่มจำนวนรอบจากน้อย ( 1 รอบ) ไปจำนวนมากรอบ ( 3 รอบ) จะหมายถึง การทำให้ค่า " Step Up" ซึ่งผลลัพธ์ของอัตรา ส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) ที่ได้จะมีค่ามากกว่า 1
ตัวอย่าง
ถ้าหม้อแปลงไฟฟ้ามีจำนวนขดลวดปฐมภูมิ 120 รอบ และขดลวดทุติยภูมิ 30 รอบ อัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) ของหม้อแปลงไฟฟ้านี้เป็นเท่าใด


ซึ่งในกรณีนี้จะต้องใช้จำนวนขดลวดปฐมภูมิ 4 ขด ต่อขดลวดทุติยภูมิ 1 ขด การเปลี่ยนแปลงจำนวนรอบจากมาก ( 4 รอบ) ไปจำนวนรอบน้อย ( 1 รอบ) หมายถึง การทำให้ค่า "Step Down" ซึ่งผลลัพธ์ของอัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) ที่ได้จะมีค่าน้อยกว่า 1
อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้า ( Voltage Ratio)
หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชนิด ส่วนใหญ่แล้วจะทำหน้าที่ทั้งแปลง ขนาดของแรงดันไฟฟ้าให้เพิ่มขึ้น (Step-Up) หรือลดขนาดของแรงดันให้น้อยลง ( Step-Down) จากแรงดันไฟ 220 V ที่ จ่ายออกมาจากเต้าเสียบไฟฟ้าภายในบ้าน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในของอุปกรณ์นั้นๆ ว่าต้องการแรงดัน ไฟฟ้ามากหรือน้อย

หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer)

ถ้าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ( ES) มีค่าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิ ( EP) จะเรียกหม้อแปลงชนิดนี้ว่า หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer) หรือ ES > EP ดังแสดงในรูป ถ้าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ทางด้านปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ 100 V และอัตราส่วนจำนวนรอบคือ 1:5 แรงดันไฟฟ้าที่ได้จากด้านทุติยภูมิจะมีขนาด 5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิ นั่นคือ เท่ากับ 500 V ทั้งนี้เนื่องจากเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากขดลวดปฐมภูมิ ไปตัดกับขดลวดที่มีจำนวนมากทางด้านทุติยภูมิ ดังนั้น การเหนี่ยวนำของแรงดันไฟฟ้าจึงเกิดขึ้นมากตามไปด้วย

จากตัวอย่างนี้จะเห็นได้ว่าอัตราส่วนระหว่างแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ต่อแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ อัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ

ตัวอย่าง
จงคำนวณหาค่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ( ES) ถ้าใช้หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer) ที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ 1:6 โดยมีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขนาด 24 V จ่ายเข้าทางด้านปฐมภูมิ

หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันลง ( Step-Down Transformer)
เพื่อที่จะคำนวณหาค่า VS ดังนั้นจึงจัดสมการใหม่ ดังนี้