Co je transformátor: koncept, typy, jak fungují

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.
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:

P - elektrický proud v primárním vinutí

s - 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

Eurotunnel. Znát Eurotunel

Eurotunnel, považovaný Americkou společností pro stavební inženýry za jeden ze sedmi divů moderní...

read more
Chile hospodářství. Aspekty chilské ekonomiky

Chile hospodářství. Aspekty chilské ekonomiky

Na Chile o rozloze 756 945 kilometrů čtverečních žije 16 970 265 obyvatel. Podle údajů zveřejněný...

read more

Ecomalthusians. Ecomalthusians a populační růst

Malthusiánská teorie, kterou v 18. století vytvořil Thomas Malthus, uvádí, že populační růst bude...

read more