Transformátory jsou zařízení používaná ke snížení nebo zvýšení Napětí a elektrický proud. Transformátory se skládají ze dvou vinutí drátu, hlavní a sekundární, podílející se na kovové jádro. Průchod střídavého elektrického proudu v primárním vinutí vyvolat k tvorbě střídavého elektrického proudu v sekundárním vinutí. THE poměr mezi primárním a sekundárním proudem závisí na vztahu mezi počet otáček v každém z vinutí.
Podívejte se také:Pochopte, jak se vyrábí elektřina
jak fungují
Transformátory se používají ke snižování nebo zvyšování elektrického napětí a proudů ve spotřebních obvodech nebo přenos elektrické energie. Pokud transformátor sníží elektrické napětí, automaticky zvýší intenzitu výstupního elektrického proudu a naopak, přičemž vždy udržuje hodnotu potence přenášeno, dané produkt dává řetěz pro Napětí.
P - elektrická energie
U - Elektrické napětí
i - elektrický proud
Z důvodů účinnost, přenos elektrické energie na velké vzdálenosti vždy probíhá v vysokého napětí a s nízký elektrický proud
v reakci na energetické ztráty způsobené joule efekt, protože energie rozptýlená ve vodičích je úměrná elektrickému proudu.U obvodů se spotřebou energie, jako jsou obytné, se z bezpečnostních důvodů používají nízké hodnoty elektrického napětí - může se vytvářet velmi vysoký elektrický potenciál elektrické výboje. Z tohoto důvodu nacházíme velké transformátory na pólech, jejichž funkcí je snížit elektrický potenciál proudu, který je veden dráty a přenáší jej do domovů s napětím v 110V nebo 220V.
Podívejte se taky: Účinky na tělo při nárazu
Společné transformátory jsou konstruovány se dvěma vinutími z měděného drátu, nazývanými primární a sekundární. Tato vinutí mají vždy různý počet závitů a poté se krouží kolem železného jádra bez vzájemného kontaktu. Podívejte se na obrázek níže:
Transformátor s primárním a sekundárním vinutím.
vinutí hlavní je zapnutý přímo do jednoho generátor elektromotorické síly střídavý (transformátory nepracují se stejnosměrným proudem), to znamená, že se v něm vytváří elektrický proud. intenzita a variabilní smysl, což vede ke generaci a magnetické pole s stejné vlastnosti.
Toto magnetické pole tedy je soustředěný a zesílený přes železné jádro směrem k sekundárnímu vinutí. Měnící se magnetické pole indukuje výskyt elektrického proudu v sekundáři. Vztah mezi elektrickými potenciály mezi primárním a sekundárním vinutím je dán následujícím vzorcem:
PROTIP - napětí v primárním vinutí
PROTIs - napětí v sekundárním vinutí
NP - počet závitů v primárním vinutí
Ns - počet závitů v sekundárním vinutí
Jak víme, elektrické napětí a proud jsou nepřímo úměrnéproto je poměr elektrických proudů primárního a sekundárního vinutí obráceně:
JáP - elektrický proud v primárním vinutí
Jás - elektrický proud v sekundárním vinutí
NP - počet závitů v primárním vinutí
Ns - počet závitů v sekundárním vinutí
Fyzikální jev za provozem transformátorů se nazývá elektromagnetická indukce a je popsán zákonem Faraday-Lenz. Tento zákon stanoví, že když vytváříme variaci magnetického toku přes určitou oblast vesmíru, musí vzniknout magnetické pole, aby se postavilo proti této variantě. Chcete se o tématu dozvědět více? Přístup k našemu textu: Faradayův zákon.
Podívejte se taky: Co je to střídavý proud?
Typy transformátorů
Navzdory podobným funkcím existují různé typy transformátorů, které splňují různé potřeby. Podívejte se na některé z nejběžnějších typů:
Transformátor napětí: Jeho hlavním účelem je snížit intenzitu elektrického proudu za účelem jeho přenosu do přenosových sítí nebo zařízení, která nepodporují vysoké elektrické proudy.
Potenciální transformátor: je nejběžnějším typem transformátoru, může snižovat nebo zvyšovat elektrický potenciál podle poptávky a počtu vinutí v primární a sekundární cívce.
Distribuční transformátor: přítomný v distribučních centrech elektráren, je odpovědný za distribuci elektrického proudu různým typům spotřebitelů prostřednictvím přenosových vedení.
Výkonový transformátor: pracuje s velmi vysokou úrovní elektrického potenciálu a elektrického proudu, používá se při výrobě energie elektrické, ale také v aplikacích, které vyžadují hodně elektrické energie, jako jsou průmyslové pece a indukce.
Cvičení
1) Transformátor přijímá ve svém primárním vinutí elektrické napětí 4400 V. Určete počet závitů v primárním vinutí tak, aby výstupní napětí na sekundárním vinutí, 10 závitů, bylo 110 V.
Řešení:
K vyřešení cvičení použijte vzorec, který uvádí napětí a počet tahů v každém tahu:
2) Transformátor přijímá 20 V napětí ve svém hlavním vinutí, které obsahuje N závitů. Pokud je sekundární vinutí tohoto transformátoru tvořeno 3N otáčkami, jaké bude elektrické výstupní napětí?
Řešení:
Pomocí vzorce pro vstupní a výstupní napětí v transformátoru provedeme následující výpočet:
3) Pokud jde o provoz transformátorů, označte níže uvedená prohlášení jako pravdivá nebo nepravdivá:
I - Transformátory jsou schopné pracovat jak se stejnosměrným, tak se střídavým proudem.
II - Pokud je počet závitů sekundárního vinutí transformátoru větší než počet závitů primárního vinutí, pak bude výstupní napětí tohoto transformátoru nutně vyšší než napětí Vchod.
III - Navzdory transformacím způsobeným elektrickým napětím a proudem zůstává elektrická energie v ideálních transformátorech konstantní.
IV - Transformátory pracují podle jevu zvaného elektrostatická indukce, který objevil Faraday.
Jsou pravdivé:
a) F, F, V, F
b) V, V, V, F
c) F, V, V, F
d) F, V, F, F
e) F, V, V, V
Šablona:
Odpověď: Písmeno C.
I - Transformátory pracují pouze se střídavými proudy, protože je nutné, aby se objevily variace toku magnetického pole k indukci elektrických proudů ve vinutí sekundární.
II - Vzorec, který souvisí s výstupním napětím a počtem vinutí, toto tvrzení potvrzuje.
III - Pro ideální transformátory, to znamená, že nerozptylují elektrickou energii, je toto tvrzení pravdivé.
IV - Fenomén, který vysvětluje činnost transformátorů, je princip elektromagnetické indukce.
Podle mě. Rafael Helerbrock
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm