电流互感器和电力互感器的区别


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在电流互感器中,初级电流在铁心中产生磁场,进而在次级中产生电流。精细。

那么,电源变压器为什么会输出电压而不是电流呢?这不是同一原理吗?

Answers:


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变压器是旨在用于电流感测用途或功率转换用途的变压器。所有变压器都遵循相同的原理。

但是,在设计变压器时,各种参数都有很大的自由度。这些不同的折衷使变压器具有不同的特性,因此使其适合于不同的应用。

电流感测变压器经过优化,具有较小的初级阻抗,以最小化用于测量电流的线路中的电压降。次级也旨在连接至低电阻。这反映了对原边的较低阻抗。变压器主要在短路输出模式下运行。请注意,很少有功率通过变压器传输。次级线圈几乎一经将能量从磁场中吸收,便立即从次级磁场中获取能量。结果,核可以很小,因为它一次都不需要保持太多能量。

电力变压器的目的不同,那就是将功率从初级传递到次级。有时它们只是为了隔离,但通常也要在输出端获得与输入端不同的电压和电流组合。要获得电源,既需要电压又需要电流,这意味着需要在无电压的短路输出与无电流的开路输出之间操作变压器。通常,电源变压器的设计应使次级绕组看上去具有相当低的阻抗,因此在额定功率输出下其电压不会下降太多。它们还必须在轻负载或空载(即开路情况)下表现合理。同样,您需要低阻抗,以使轻负载情况下的电压与满负载情况下的电压差别不大。这种类型的变压器必须能够处理磁场中的更大能量。这意味着物理上更大且因此更重的核心。


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区别不在于物理原理,而在于用法。

电力变压器用于将两个线圈中的绕组数作为比率来转换电压,而电流变压器只是放置在导线周围的感应器,以感应由电流变化引起的磁场。因此,您可以使用它来测量(AC)电流而不会断开电路。

但是,这两个变压器基本上都输出电压,这由法拉第的感应定律给出。区别在于,电源变压器由电压驱动,而电流由另一绕组上的负载确定。

更新评论

变压器的原理是变化的电流会感应出磁场,而磁场会感应出电压。然后是欧姆定律,这意味着对于施加到负载的电压,您的电流与负载的电阻成比例。

如果将它们放在一起,则会有一个无限循环,其中负载中的电流会影响磁场,从而在负载本身上产生电压。这就是确定电源变压器原边电流的方式。

关于电流互感器,您希望最大的负载避免大量电流流入其中,因为它会产生反馈效果。


但是,为什么即使不终止,CT也不显示与绕组数成正比的电压?毕竟初级的圈数是1
费德里科·鲁索

我将编辑答案,这很简单。除非将导线缠绕在环形线圈上,否则绕组数甚至不为1。
clabacchio

@Federico:实际上,电流互感器产生一个开路电压,该电压是一次电压乘以匝数比。考虑一下初级电压是多少。初级线圈通常只是一圈(或更少!)导线,因此两端不会有太多电压。
奥林·拉斯罗普

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简单总结:

电流互感器是针对特殊任务而优化的“正常”(电压输入):(电压输出)变压器。

始终使用定义的负载电阻器来操作电流互感器。

可以基于负载电阻和匝数比计算常数K,以使
Iin = Vout x k。有关详情,请参见下文。
因此,可以通过测量Vout确定Iin。


尽管名称如此,但电流互感器仍根据与标准变压器相关的方程式工作(忽略诸如绕组电阻之类的非理想性)。初级线圈通常有效地是单匝,通过将承载有待测电路的导线穿过铁芯而制成。:

  • Vout = Vin x Turns_Out / Turns_In ......(1)

上交=主要转弯。
匝数=次匝。定义匝数比= TR = Turns_out / Turns_in

  • Vin x Iin = Vout x Iout ......(2)

  • Iin = Iout x Vout / Vin ......(3)=(2)的重新排列

但是,如果我们有阻性负载= Rout,那么

  • Iout = Vout / Rload ......(4)

所以

  • Iin = Vout / Rload x Turns_out / Turns_in ......(5)-上面1、3、4的组合。要么
  • Iin = Vout x TR / RLoad ......(5b)

    (因此Vout = Iin x Rl / TR)......(5c)

对于给定的Rload和给定的匝数比,TR / Rload是一个常数= K,所以说

-Iin = Vout x K ......(6)<-目标结果

因此,对于给定的负载,我们可以从Vout乘以一个常数来确定Iin。

某些电流互感器的组件中包含Rout。
一些CT需要添加Rout。
未能添加Rout会使Vout =非常非常非常大,但通常不会持续很长时间。

通常,输入“绕组”是单匝或穿过铁心的导线。使用多次匝数或将承载目标电流的线绕过磁芯几次会降低匝数比-因此(请参见5c)Vout下降。

Iout应使得芯部不饱和并且尽可能地线性地相对于R1工作,因此Vout可能不会“太大”。最大R1和/或Vout由制造商规定。


在CT中,Vin将取决于Iin Iout。公式5c表示Vout随着Rload接近无穷大而接近无穷大,但是对于次级开路,Vout = M.dIp / dt,其中M近似为Ls /(匝数比)。通常,Vout是Iin和dIin / dt的线性组合
-MikeJ-UK

@ MikeJ-UK-如您所知,CT在大多数情况下对Vin的关注都很少,它是该过程的副产品。您对5c的含义是正确的,对于在非常不理想的情况下运行CT辅助O / C会发生的情况则是正确的。但实际上,正如我所指出的,当CT作为CT运行时,输出始终由一个低阻值电阻端接,以保持Vout处于低电平,并使磁芯处于线性区域。运行中的未终止CT不是CT。它可能是烟花汇演,火花发生器,模拟喷发或令人痛心的经历:-)。
罗素·麦克马洪

也许我的第一句话令人误解。理想情况下,CT应该以短路方式端接(实际上并不经常使用-可以接受!)。我的主要观点是,未端接的CT 不一定会产生高输出电压。
MikeJ-UK 2012年
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