Apakah transformator arus menghasilkan tegangan atau arus proporsional?

Saya membeli transformator saat ini yang terlihat seperti di bawah ini:

Lembaran data

Saya membungkus transformator di sekitar ketel 10A saya, dan mengukur nilai menggunakan multimeter saya.

• Mengukur Tegangan AC, saya mengukur 10mV (menurut datasheet saya harus mendapatkan 5mV ...)
• Ketika saya menghubungkannya untuk mengukur arus AC, saya hampir tidak membaca apa-apa (~ 5uA)

Dari wikipedia,

transformator arus menghasilkan arus yang dikurangi secara akurat sebanding dengan arus dalam rangkaian.

Bagaimana transformator dapat menghasilkan arus proporsional jika tidak tahu tentang beban? Jika saya menghubungkan resistor 10Mohm di seluruh koneksi, apakah saya akan mendapatkan 10M * 5mA = 50kV di resistor?

Pelabelan menyarankan saya harus mendapatkan arus proporsional, tetapi datasheet menyatakan tegangan output. Yang mana yang benar?

Penjepit HARUS pergi sekitar SATU dari dua "kabel hidup" saja - TIDAK di seluruh kabelnya.

Tambahkan 100 Ohm di output.
Harapkan 1 Volt per input 20A.
Lihat di bawah.

Bagaimana transformator dapat menghasilkan arus proporsional jika tidak tahu tentang beban? Jika saya menghubungkan resistor 10Mohm di seluruh koneksi, apakah saya akan mendapatkan 10M * 5mA = 50kV di resistor?

YA itu akan mencoba membuat 50 kV, seperti yang Anda hitung. Tapi sebelum itu Anda mungkin mendapatkan busur, asap, api dan kesenangan. Untuk membatasi kesenangan Anda, mungkin zeners ini memiliki nilai 20V di dalam.

JANGAN DIOPERASIKAN TANPA RESISTOR EKSTERNAL 100 Ohm atau kurang.

TIDAK

Itu adalah 100A / 0,050 A = 2000: 1 CT (transformator arus). Ini dirancang untuk memiliki ~~ <= 5V pada output dengan nilai Iin = maks.
Saat ini membuat ANDA harus mengkonversikannya ke tegangan dengan menambahkan output "load resistor" Rout.
Untuk 5V pada 100 A, karena ini menghasilkan 50 mA
R = V / I = 5V / 0,050A = 100 Ohm.
Ini memberikan 5V pada 100 A in, dan misalnya 1V pada 20A di dll untuk satu putaran primer = - wire through core.

Ketika Anda meningkatkan Vout Anda mulai menjenuhkan inti. Menjaga Vout tetap masuk akal meningkatkan linearitas.

Bacaan yang tebal tapi bermanfaat:

SCT 30A CT versi Anda yang lebih rendah.

Anggota keluarga. Milik Anda seperti yang ada di kiri atas dalam tabel, TAPI 50 mA keluaran dinilai. .

VOLTAGE OUTPUT berfungsi sama persis kecuali bahwa "burbedn resistor" sudah termasuk di dalam CT.

Yeeha !!!

CT (current transformer) adalah "transformator biasa" yang digunakan dengan cara yang tidak biasa.

Mereka biasanya digunakan dengan "satu putaran primer" yang diproduksi dengan menjalankan kawat melalui lubang di inti. Dengan "mode saat ini" CT, dengan primer 1 belokan mereka memberikan arus yang dinyatakan lebih kecil pada output ketika arus yang dinyatakan lebih besar mengalir dalam primer satu belokan. Untuk 1 100A: 50 mA transformator primer memiliki 1 belokan dan sekunder memiliki
1 x 100A / 0,050A = 2000 putaran.

Tidak ada sihir - hanya menata ulang otak.

Untuk transformator lossless ideal dengan rasio belokan 1: N:
Vout / Vin = N .... 1
Iin / Vout = N .... 2 <- note in dan out swapped
Vin x Iin = Vout x Iout .... 3
Iout = Vout / Rload .... 4
Iin = Iout / N = Vout / Rload / N .... 5

Jika Anda tidak puas dengan 5 formula di atas, menerimanya sebagai standar atau keluar dari Google Anda.
Setelah bahagia, lanjutkan. Kami tidak kesulitan mempercayai persamaan ini (mungkin dengan sedikit mencari) TETAPI kehilangan implikasinya.

Kami biasanya mengatur Vin dan Vout dan membiarkan arus menyesuaikan sesuai kebutuhan.

TETAPI dengan transformator yang sama mari kita mengatur Iin dan Rload dan N dan melihat apa yang dapat Anda peroleh.

Nanti lagi ...

CT adalah transformator tegangan dan memiliki rasio belitan. Rasio belokan ini mungkin 1: 100 atau 1: 1000 atau apa pun. Jadi, mari kita periksa apa yang terjadi ketika transformator tegangan digunakan sebagai transformator impedansi (seperti ketika digunakan sebagai CT).

Katakanlah Anda memiliki resistor beban 100 ohm dan rasio belokannya adalah 1: 100. Impedansi yang ditransfer ke primer (yaitu kawat tebal yang membawa arus yang ingin Anda ukur) diubah ke impedansi yang jauh lebih rendah oleh putaran-rasio-kuadrat.

Sebuah resistor beban 100 ohm akan terlihat seperti 10 mili ohm pada primer. Ini 10 mili ohm benar-benar rawa (atau setidaknya dimaksudkan untuk CT yang dirancang dengan baik) semua arus magnetisasi dan andal membuat gulungan input utama CT terlihat seperti resistor 0,01 ohm (dalam contoh ini).

Resistansi yang terlihat pada primer adalah putaran-rasio-kuadrat yang mengubah resistor beban 100R menjadi 0,01 ohm.

Untuk 1 RMS yang mengalir melalui primer (alias resistor beban yang ditransformasikan) ada penurunan volt RMS 0,01 volt dan pada sekunder ini terlihat sebagai tegangan yang 100 kali lebih tinggi pada 1V RMS.

Jika Anda melepaskan resistor beban, Anda tidak secara ajaib mendapatkan voltase tak terbatas tetapi Anda mendapatkan voltase yang jauh lebih besar - ini dibatasi / dibatasi oleh induktansi magnetisasi dari kawat / inti utama yang Anda ukur arusnya. Induktansi ini mungkin 1mH dan , pada 50 Hz, ini memiliki impedansi 0,314 ohm. Dengan 1 amp mengalir (dan tidak ada beban) akan ada tegangan 0,314 volt RMS pada primer dan 31,4 V RMS pada sekunder.

Inti dari CT adalah bahwa mereka "impedansi mengubah" resistor beban ke nilai yang sangat kecil yang secara numerik membengkokkan induktansi magnetisasi primer - ini berarti Anda sebagian besar dapat melupakan efek impedansi mag dan menganggap CT sebagai arus yang benar transformator.

Tanpa beban sekunder, karena induktansi magnetisasi, Anda tidak pernah benar-benar mendapatkan lebih dari beberapa puluh volt hingga beberapa ratus volt pada kebanyakan CT sirkit terbuka. Saya tidak mengesampingkan bahwa Anda dapat menghasilkan mungkin seribu volt pada beberapa CT yang tidak jelas, tetapi mengapa produsen harus bersusah payah membuat induktansi magnetisasi (dan karenanya permeabilitas inti) begitu tinggi. Itu tidak masuk akal secara ekonomi.

Saat mengukur arus melalui ketel Anda, pilih kabel hidup atau kabel netral - memberi makan kedua melalui tidak ada pembacaan karena arus mengalir di arah yang berlawanan dan bidang mag membatalkan.

Bagian EDIT

CT yang dimaksud adalah 1: 2000 dengan resistor beban 1 ohm inbuilt sehingga menghasilkan 50mV RMS ketika arus input adalah 100A RMS. Lihat ekstrak dari lembar data dalam pertanyaan: -

Dengan rasio belok 2000, resistor beban 1 ohm akan berubah menjadi resistansi utama 0,25 ohm mikro. Karena inti dinyatakan sebagai ferit kemungkinan induktansi magnetisasi utama jauh lebih rendah dari 1mH seperti yang diberikan dalam contoh saya di atas. Mungkin lebih seperti 10uH dan, pada 50Hz akan memiliki impedansi sekitar 3 miliohm. Itu tentu saja baik karena efek dari resistor beban paralel dengan ini dan, ketika disebut primer benar-benar menukar impedansi 3 mili ohm dari induktansi magnetisasi.

Bagaimana transformator dapat menghasilkan arus proporsional jika tidak tahu tentang beban?

Transformator arus mengubah arus.
Jika rasio belok adalah$N_p:N_s$ (misalnya; $1:100$), Anda akan melihat arus $\dfrac{N_p}{N_s}$waktu yang diukur. Arus ini akan mengalir melalui resistor beban, oleh karena itu Anda akan membaca tegangan, arus sisi sekunder dikali resistor beban.

Jika saya menghubungkan resistor 10Mohm di seluruh koneksi, apakah saya akan mendapatkan 10M * 5mA = 50kV di resistor?

Resistor beban mencerminkan sisi primer dikalikan dengan koefisien $\dfrac{N_p^2}{N_s^2}$. Karena koefisien ini terlalu kecil pada trafo arus, maka praktis tidak ada beban pada sisi yang diukur dan karenanya tidak menjatuhkan tegangan di dalamnya.
Tetapi, jika Anda menempatkan 10M$\Omega$ resistor beban dan rasio belokan Anda adalah 1: 100, resistor beban yang dipantulkan menjadi 1k$\Omega$. Transformator Anda bukan transformator saat ini lagi; itu menjadi transformator tegangan.

Pada dasarnya, tahanan beban yang dipantulkan harus jauh lebih tinggi daripada sisi primer magnetisasi reaktansi induktif untuk pengukuran yang tepat. Trafo tegangan harus memiliki induktansi magnetisasi yang sangat tinggi (idealnya tidak terbatas) untuk menarik arus tanpa beban, dan transformator arus harus memiliki induktansi magnetisasi yang sangat kecil untuk memiliki penurunan tegangan yang sangat kecil (idealnya nol) di bawah resistor beban (beban). Tetapi, perlu diingat bahwa ketika tahanan beban yang dipantulkan menjadi lebih tinggi, transformator Anda akan memiliki lebih banyak drop tegangan dan akan berperilaku lebih seperti transformator tegangan. Tidak ada batas tajam antara tegangan dan transformator arus. Baca jawaban ini .

• "Bagaimana transformator dapat menghasilkan arus proporsional jika tidak tahu tentang beban? Jika saya menghubungkan resistor 10Mohm di seluruh koneksi, akankah saya mendapatkan 10M * 5mA = 50kV melintasi resistor?"

Secara teoritis ya. Itu sebabnya Anda harus selalu memuat atau mempersingkat sekunder dari transformator saat ini. Jika Anda gagal melakukannya, Anda berisiko menghancurkan transformator.

• "Yang mana yang benar?". Hanya pabrikan yang bisa menjawab pertanyaan itu.

Jika Anda memiliki jembatan atau meter LCR Anda akan dapat memverifikasi apakah perangkat memang memiliki resistor beban internal. Karena Anda hanya mengukur kemungkinan 5uA, ia memiliki satu karena shunts arus melalui meter Anda, yang menjelaskan pembacaan rendah.

• Penyebab detik tinggi. tegangan:

1) Transformer Saat Ini:

Gambar transformator saat ini tanpa sekunder seperti yang ada di sini.

Ini jelas akan menjadi induktor. Karena umumnya hanya ada 1 lilitan dalam CT, induktansi dari toroid ini adalah:

Toroid dengan μ = 2,5 × 10−2, diameter inti 2cm dan diameter luar 3cm akan berfungsi sebagai:

Jika Anda menyingkat fluks magnetik sekunder sebagai akibat dari arus sekunder ini, menentang fluks yang disebabkan oleh arus primer, secara efektif membatalkan (setidaknya untuk transformator ideal) induktansi dari perspektif primer. Karena impedans rendah dibandingkan dengan impedansi beban (230VAC @ 100A beban 2.3Ω, yang kira-kira 30 × impedansi CT) efek pada arus dalam rangkaian dapat diabaikan.

2) Trafo Tegangan:

Mengapa ini berbeda untuk transformator tegangan?

Bayangkan transformator tegangan tanpa beban dengan rasio belokan 1: 1 pada inti toroid yang sama. VT ini akan memiliki induktansi utama atau 880Ω @ 50Hz.

Jika seseorang membebani sekunder, fluks yang berlawanan mengurangi impedansi primer dengan cara yang sama seperti CT, namun dalam hal ini impedansi VT membentuk mayoritas dari seluruh impedansi sirkuit yang menghasilkan peningkatan proporsional pada arus primer yang membatalkan efek dari konter Φ.