Прежде чем перечислить и прокомментировать отличия, расскажем, что такое трансформатор и автотрансформатор и как они устроены.
Трансформатор – это устройство (если точнее – статический электромагнитный аппарат) для изменения физико-технических характеристик тока. На входе в устройство ток имеет одни параметры, на выходе – другие. Необходимость таких преобразований вызвана тем, что в трансформатор электричество поступает из высоковольтных линий, рассчитанных на ток большой мощности. А приборы, потребляющие электроэнергию, например, оборудование для электроизмерения и испытания, да и обычные бытовые аппараты, как правило, имеют гораздо более скромные предельные значения всех параметров, изменяемых трансформатором. К таким параметрам обычно относятся напряжение, мощность, частота и количество фаз тока.
- Трансформатор имеет две основные структурные части: стальной сердечник и обмотки. Сердечник – это толстая труба, на которую накручена проволочная обмотка.
- В трансформаторах имеется как минимум две отдельные обмотки, то есть два куска проволоки, накрученные на стальную основу.
- Одна такая обмотка подсоединяется к источнику питания (условный вход), другая (или другие, если таковых несколько) – к приборам, работающим на электричестве (условный выход).
- В процессе работе в трансформаторе возникает электромагнитная индукция: проще говоря, ток передается от обмотки к обмотке, при этом изменяя свои параметры.
Автотрансформатор – это точно такое же по общему принципу действия и главной функции устройство. Но его строение определяет его отличия от простого трансформатора и обуславливает и преимущества, и недостатки. В автотрансформаторе обмотка представлена одной проволокой, которая сочетает в себе функции всех двух или трех обмоток простого трансформатора. Единая и неразделимая обмотка подключается и к источнику питания, и к приборам, потребляющим электроэнергию. Она имеет не менее трех выводов, на каждый из которых может подаваться ток с различными значениями напряжения и мощности.
Различие трансформаторов и автотрансформаторов
Базовое различие заключается в строении того и другого устройства. Если у простых трансформаторов как минимум две раздельные обводки, одна из которых отвечает условно за вход, а другая – за выход тока из устройства, то в автотрансформаторах обводка одна и совмещает в себе обе функции. Вследствие физического единства обмотки в автотрансформаторах возникает не только электромагнитная, но и электрическая связь. Это порождает все остальные различия, преимущества и недостатки тех и других устройств.
Преимущества автотрансформаторов
- Меньшие масса и размер. Это естественно, поскольку обмотка физически занимает меньше места и требует менее крупный сердечник. Это преимущество позволяет использовать агрегаты такого типа в помещениях с небольшой площадью.
- Меньшая цена. Поскольку для изготовления автотрансформатора нужно меньше проволоки, а на сердечник требуется меньше стали, себестоимость такого устройства ниже, чем у его аналога. Это закономерно снижает розничную цену.
- Более высокий КПД. Поскольку обмотка одна, и внутри нее возникает более плотное электромагнитное взаимодействие, эффективность преобразования тока выше. Меньшая часть мощности самого агрегата расходуется вхолостую, что экономит электроэнергию.
Недостатки трансформаторов
Те же особенности строения, что определили преимущества данных устройств, являются причиной их недостатков.
- Меньшая безопасность. Единая обмотка, естественно, не может быть изолирована сама от себя. Поэтому в таких устройствах нельзя исключать опасности подачи тока с высоким напряжением на вывод, предназначенный для низкого. Это называется пробой изоляции.
- Ограниченное применение. Из-за отсутствия изоляции внутри единой обмотки автотрансформаторы могут применяться только на производстве, где имеется возможность внешнего изолирования. В жилых домах и в быту данные агрегаты недопустимы.
