Точный чертеж токоизмерительных трансформаторов

Вот базовый трансформатор тока, показанный схематически и как более физический чертеж конструкции. Здесь показаны только две обмотки, но три будут одинаковыми. Другое соглашение состоит в том, чтобы указать количество витков, как показано, или с буквой «T», как в 1000T.

Обе диаграммы Недда верны для того, что они призваны изобразить, НО ваша зеленая одновитковая обмотка лучше всего отображает концепцию того, что задействовано. Трансформатор тока — это «всего лишь» обычный трансформатор с 1 витком на N витков, хотя этот факт обычно не очевиден из-за того, как мы его используем.

Потому что:

Существует значительное непонимание того, что такое ТТ (трансформатор тока) и как он работает. Что обычно не понимают, так это то, что ТТ является полностью «обычным» трансформатором для рабочих целей. Обычно он оптимизирован физически и электрически для этой особой роли, но он действует как трансформатор с одним витком (или несколькими витками) на первичной обмотке и N-витком на вторичной обмотке. Если вы примените обычные «правила» трансформатора и электрический анализ, результат будет таким, как вы ожидаете для трансформатора тока или для «нормального трансформатора» (поскольку они являются одним и тем же).
Для идеального случая и соотношения витков 1 к N Rout выход "нагрузочный резистор":

Стандартные уравнения трансформатора:

Vin x Iin = Vвых x Iвых ... 1 Vвых = Vin x N и ... 2 Iвых = Iвх / N ... 3

V = I x R (из закона Ома), поэтому
Vout = Iout x Rout ... 4

Но Iout = Iin/N ... 3 выше, поэтому из 3 и 4
Vout = Iin x Rout / N ... 5

Переставляя 5 Iin = Vout x N / Rout ... 6
, т.е. мы можем определить Iin из Vout и соотношения витков для данного нагрузочного резистора Rout. Это на самом деле тривиально (но подкралось к нам), как в 6. Vout/Rout = Iout, поэтому 6. сводится к перестановке 3.

Причина, по которой ТТ кажется странным, заключается в том, что мы обычно имеем дело с коэффициентами напряжения и интересуемся мощностью и током в данной нагрузке.
С КТ нас интересуют Iin и Vout. Устанавливаем нагрузочный резистор, но не стремимся измерить ток в нем или рассеиваемую мощность. Мы вообще никогда не спрашиваем о Vin (падение переменного тока при одиночном входном повороте.

ОК - и что? - какое отношение все это имеет к ответу на вопрос?
Это имеет значение, потому что, как только мы установим, что это обычный повседневный трансформатор и ничего волшебного, нам нужно установить, что «правильные» требования к трансформатору соблюдены. В идеальном случае (и насколько это возможно на практике) мы генерируем магнитный поток в первичной обмотке (один виток) и «связываем» весь этот поток со вторичной обмоткой (N витков). Поэтому, если у нас есть один входной поворот, он ДОЛЖЕН быть «настоящим». Это не может быть пол-оборота (которого на самом деле не может быть) или 75% или 99% от оборота. Мы можем провести провод прямо через сердечник физически, но если мы посмотрим на магнитное поле, оно «завершит путь» вокруг сердечника.
Итак, в ваших примерах показан весь одиночный виток, но зеленая линия ближе всего показывает действие трансформатора от одного витка до N витков.

Добавлен:

Спасибо за ваш ответ, как вы думаете, вы могли бы объяснить это графически? Это был мой главный вопрос, как показать схему, а не просто описать ее.

Как уже отмечалось выше - ваш гринлайн вариант, на мой взгляд, самый правильный из всех, что я видел (где угодно! :-) ) (хоть и "немного неаккуратно" :-) ).

• Он показывает один оборот

• Это показывает, что он движется вокруг ядра

• Он показывает, что он полностью обходит ядро, связывая таким образом весь поток.

Левая диаграмма @Nedd эффективно показывает то же самое, НО не так очевидно. т.е., поскольку мы знаем, что сторона с N витками полностью огибает ядро ​​с N витками, это подразумевает, что 1 виток делает то же самое, НО значение этого, вероятно, теряется для большинства людей.

• Ваша красная версия - это то, как это обычно ВЫГЛЯДИТ на практике и как это обычно показано, НО не то, как это на самом деле электрически.

• Ваша синяя версия ближе к реальности электрически, но также не так, как она обычно выглядит ИЛИ показана, и на самом деле, вероятно, более запутанна, хотя и более правильная :-).