Μετασχηματιστές είναι συσκευές που χρησιμοποιούνται για τη μείωση ή την αύξηση του Τάση και το ηλεκτρικό ρεύμα. Οι μετασχηματιστές αποτελούνται από δύο περιελίξεις καλωδίων, πρωταρχικός και δευτερεύων, εμπλέκονται σε ένα μεταλλικός πυρήνας. Η διέλευση εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος στην πρωτεύουσα περιέλιξη προκαλέσει στον σχηματισμό εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος στη δευτερεύουσα περιέλιξη. Ο ποσοστό μεταξύ του πρωτογενούς και του δευτερεύοντος ρεύματος εξαρτάται από τη σχέση μεταξύ του αριθμός γύρων σε καθεμία από τις περιελίξεις.
Δείτε επίσης:Κατανοήστε πώς παράγεται η ηλεκτρική ενέργεια
πώς λειτουργούν
Οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται για τη μείωση ή την αύξηση των ηλεκτρικών τάσεων και των ρευμάτων στα κυκλώματα καταναλωτή ή μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας. Εάν ένας μετασχηματιστής χαμηλώσει μια ηλεκτρική τάση, αυξάνει αυτόματα την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος εξόδου και το αντίστροφο, διατηρώντας πάντα το δραστικότητα μεταδόθηκε, από προϊόν δίνει αλυσίδα για το Τάση.
Π - ηλεκτρική ενέργεια
Ε - Ηλεκτρική τάση
Εγώ - ηλεκτρικό ρεύμα
Για λόγους αποδοτικότητα, η μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις πραγματοποιείται πάντα υψηλής τάσης και με χαμηλό ηλεκτρικό ρεύμα, ως απάντηση στις απώλειες ενέργειας που προκαλούνται από το εφέ joule, δεδομένου ότι η ενέργεια που διαχέεται στα καλώδια είναι ανάλογη με το ηλεκτρικό ρεύμα.
Για κυκλώματα κατανάλωσης ενέργειας, όπως οικιακά, χρησιμοποιούνται χαμηλές τιμές ηλεκτρικής τάσης, για λόγους ασφαλείας - μπορούν να παραχθούν πολύ υψηλά ηλεκτρικά δυναμικά ηλεκτρικές εκκενώσεις. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο βρίσκουμε μεγάλους μετασχηματιστές στους πόλους, των οποίων η λειτουργία είναι να χαμηλώσει το ηλεκτρικό δυναμικό του ρεύματος που μεταφέρεται από τα καλώδια, μεταφέροντάς το σε σπίτια με τάσεις σε 110V ή 220V.
Δείτε επίσης: Επιδράσεις στο σώμα όταν λαμβάνετε σοκ
Οι κοινοί μετασχηματιστές κατασκευάζονται με δύο περιελίξεις από χάλκινο σύρμα, που ονομάζονται πρωτεύοντες και δευτερεύοντες. Αυτές οι περιελίξεις έχουν πάντα διαφορετικούς αριθμούς στροφών και στη συνέχεια περιστρέφονται γύρω από έναν σίδηρο πυρήνα, χωρίς επαφή μεταξύ τους. Κοιτάξτε το παρακάτω σχήμα:
Μετασχηματιστής με πρωτογενείς και δευτερεύουσες περιελίξεις.
η περιέλιξη πρωταρχικός είναι ενεργοποιημένο κατευθείαν σε ένα γεννήτρια δύναμης ηλεκτροκινητήρα εναλλασσόμενοι (οι μετασχηματιστές δεν λειτουργούν με συνεχές ρεύμα), δηλαδή σχηματίζεται ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτό. ένταση και μεταβλητή έννοια, που οδηγεί στη δημιουργία ενός μαγνητικό πεδίο με ίδια χαρακτηριστικά.
Αυτό το μαγνητικό πεδίο είναι τότε επικεντρωμένος και ενισχυμένο μέσω του πυρήνα του σιδήρου προς τη δευτερεύουσα περιέλιξη. Το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο προκαλεί την εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος στο δευτερεύον. Η σχέση μεταξύ των ηλεκτρικών δυνατοτήτων μεταξύ των πρωτογενών και των δευτερευόντων περιελίξεων δίνεται από τον ακόλουθο τύπο:
ΒΠ - τάση στην πρωτεύουσα περιέλιξη
Βμικρό - τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη
ΝΠ - αριθμός στροφών στην πρωτεύουσα περιέλιξη
Νμικρό - αριθμός στροφών στη δευτερεύουσα περιέλιξη
Όπως γνωρίζουμε, η ηλεκτρική τάση και το ρεύμα είναι Αντιστρόφως ανάλογη, επομένως, ο λόγος για τα ηλεκτρικά ρεύματα των πρωτογενών και δευτερευόντων περιελίξεων είναι ανεστραμμένο:
ΕγώΠ - ηλεκτρικό ρεύμα στην πρωτεύουσα περιέλιξη
Εγώμικρό - ηλεκτρικό ρεύμα στη δευτερεύουσα περιέλιξη
ΝΠ - αριθμός στροφών στην πρωτεύουσα περιέλιξη
Νμικρό - αριθμός στροφών στη δευτερεύουσα περιέλιξη
Το φυσικό φαινόμενο πίσω από τη λειτουργία των μετασχηματιστών ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και περιγράφεται από τον νόμο Faraday-Lenz. Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι όταν παράγουμε μια παραλλαγή στη μαγνητική ροή σε κάποια περιοχή του διαστήματος, πρέπει να προκύψει ένα μαγνητικό πεδίο για να αντιταχθεί σε αυτήν την παραλλαγή. Θέλετε να μάθετε περισσότερα για το θέμα; Πρόσβαση στο κείμενό μας: Ο νόμος του Faraday.
Δείτε επίσης: Τι είναι το εναλλασσόμενο ρεύμα;
Τύποι μετασχηματιστών
Παρόλο που έχουν παρόμοιες λειτουργίες, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι μετασχηματιστών που ικανοποιούν διαφορετικές ανάγκες. Δείτε μερικούς από τους πιο συνηθισμένους τύπους:
Τρέχων μετασχηματιστής: Ο κύριος σκοπός του είναι να μειώσει την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος, προκειμένου να το μεταδώσει σε δίκτυα μετάδοσης ή συσκευές που δεν υποστηρίζουν υψηλά ηλεκτρικά ρεύματα.
Πιθανός μετασχηματιστής: είναι ο πιο κοινός τύπος μετασχηματιστή, μπορεί να μειώσει ή να αυξήσει το ηλεκτρικό δυναμικό ανάλογα με τη ζήτηση και τον αριθμό των περιελίξεων στο πρωτεύον και το δευτερεύον πηνίο.
Μετασχηματιστής διανομής: παρούσα στα κέντρα διανομής των σταθμών παραγωγής ενέργειας, είναι υπεύθυνη για τη διανομή ηλεκτρικού ρεύματος σε διαφορετικούς τύπους καταναλωτών μέσω των γραμμών μεταφοράς.
Μετασχηματιστής ισχύος: λειτουργεί με πολύ υψηλά επίπεδα ηλεκτρικού δυναμικού και ηλεκτρικού ρεύματος, χρησιμοποιείται στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ηλεκτρικές, αλλά και σε εφαρμογές που απαιτούν πολλή ηλεκτρική ισχύ, όπως βιομηχανικοί φούρνοι και επαγωγή.
Γυμνάσια
1) Ένας μετασχηματιστής λαμβάνει ηλεκτρική τάση 4400 V στην κύρια περιέλιξή του. Προσδιορίστε τον αριθμό των στροφών στην πρωτεύουσα περιέλιξη έτσι ώστε η τάση εξόδου κατά τη δευτερεύουσα περιέλιξη, 10 στροφές, να είναι 110 V.
Ανάλυση:
Για να λύσετε την άσκηση, απλώς χρησιμοποιήστε τον τύπο που παραθέτει τις εντάσεις και τον αριθμό των στροφών σε κάθε στροφή:
2) Ένας μετασχηματιστής λαμβάνει τάση 20 V στην κύρια περιέλιξή του, η οποία περιέχει Ν στροφές. Εάν η δευτερεύουσα περιέλιξη αυτού του μετασχηματιστή σχηματίζεται από 3Ν στροφές, ποια θα είναι η ηλεκτρική τάση εξόδου;
Ανάλυση:
Χρησιμοποιώντας τον τύπο για τις τάσεις εισόδου και εξόδου στον μετασχηματιστή, θα κάνουμε τον ακόλουθο υπολογισμό:
3) Όσον αφορά τη λειτουργία των μετασχηματιστών, προσδιορίστε τις παρακάτω δηλώσεις ως αληθείς ή ψευδείς:
Οι μετασχηματιστές I μπορούν να λειτουργούν τόσο με συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα όσο και με εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα.
II - Εάν ο αριθμός στροφών της δευτερεύουσας περιέλιξης ενός μετασχηματιστή είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των στροφών του πρωτεύουσα περιέλιξη, τότε η τάση εξόδου αυτού του μετασχηματιστή θα είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από την τάση Είσοδος.
III - Παρά τους μετασχηματισμούς που υπέστη η ηλεκτρική τάση και το ρεύμα, η ηλεκτρική ισχύς παραμένει σταθερή σε ιδανικούς μετασχηματιστές
IV - Οι μετασχηματιστές λειτουργούν σύμφωνα με ένα φαινόμενο που ονομάζεται ηλεκτροστατική επαγωγή, που ανακαλύφθηκε από τον Faraday.
Είναι αλήθεια:
α) F, F, V, F
β) V, V, V, F
γ) F, V, V, F
δ) F, V, F, F
ε) F, V, V, V
Πρότυπο:
Απάντηση: Γράμμα Γ
I - Οι μετασχηματιστές λειτουργούν μόνο με εναλλασσόμενα ρεύματα, καθώς είναι απαραίτητο να εμφανιστούν παραλλαγές ροής μαγνητικού πεδίου για επαγωγή ηλεκτρικών ρευμάτων στην περιέλιξη δευτερεύων.
II - Ο τύπος που σχετίζεται με τις τάσεις εξόδου και τον αριθμό των περιελίξεων επιβεβαιώνει αυτήν τη δήλωση.
III - Για ιδανικούς μετασχηματιστές, δηλαδή, που δεν διαλύουν ηλεκτρική ενέργεια, αυτή η δήλωση είναι αλήθεια.
IV - Το φαινόμενο που εξηγεί τη λειτουργία των μετασχηματιστών είναι η αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Από εμένα, Rafael Helerbrock
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm
