Muuntajat ovat laitteita, joita käytetään Jännite ja sähkövirta. Muuntajat koostuvat kahdesta johtimesta, ensisijainen ja toissijainen, mukana a metallinen ydin. Vaihtuvan sähkövirran kulku ensiökäämissä aiheuttaa vaihtovirran muodostumiseen sekundäärikäämissä. THE osuus ensisijaisen ja sekundäärisen virran välinen riippuvuus vuorojen määrä kussakin käämityksessä.
Katso myös:Ymmärrä kuinka sähköä tuotetaan
miten he työskentelevät
Muuntajia käytetään laskemaan tai lisäämään sähköisiä jännitteitä ja virtoja kuluttajapiireissä tai sähkövoimansiirto. Jos muuntaja laskee sähköjännitettä, se lisää automaattisesti lähtevän sähkövirran voimakkuutta ja päinvastoin pitäen aina teho lähetetty, antama tuote antaa ketju varten Jännite.
P - Sähkövoima
U - Sähköjännite
i - sähkövirta
Syistä tehokkuus, sähköenergian siirto suurilla etäisyyksillä tapahtuu aina korkea jännite ja kanssa matala sähkövirta, vastauksena joule-vaikutus, koska johtimiin haihtunut energia on verrannollinen sähkövirtaan.
Energiankulutuspiireissä, kuten asuinrakennuksissa, käytetään pieniä sähköjännitearvoja turvallisuussyistä - erittäin suuret sähköpotentiaalit voivat tuottaa sähköiset purkaukset. Tästä syystä löydämme pylväistä suuria muuntajia, joiden tehtävänä on laskea johtojen kantaman virran sähköinen potentiaali, joka kuljettaa sen jännitteisiin koteihin sisään 110 V tai 220 V.
Katso myös: Vaikutukset kehoon, kun he saavat sokin
Yhteiset muuntajat on valmistettu kahdesta käämistä kuparilangasta, joita kutsutaan ensisijaiseksi ja toissijaiseksi. Näillä käämeillä on aina erilainen kierrosluku ja ne kierretään sitten rautasydämen ympärille ilman kosketusta niiden välillä. Katso alla olevaa kuvaa:
Muuntaja ensiö- ja toisiokäämeillä.
käämitys ensisijainen on päällä suoraan yhdelle sähkömoottorin voimageneraattori vaihtovirta (muuntajat eivät toimi tasavirralla), eli siinä muodostuu sähkövirta. intensiteetti ja vaihteleva tunne, mikä johtaa a magneettikenttä kanssa samat ominaisuudet.
Tämä magneettikenttä on silloin keskittynyt ja vahvistettu rautasydämen läpi kohti toissijaista käämitystä. Muuttuva magneettikenttä aiheuttaa sähkövirran ulkonäön sekundäärissä. Ensiö- ja toisiokäämien välisten sähköisten potentiaalien suhde saadaan seuraavalla kaavalla:
VP - ensiökäämin jännite
Vs - sekundäärikäämin jännite
NP - ensiökäämityksen kierrosten määrä
Ns - kierrosten lukumäärä toissijaisessa käämissä
Kuten tiedämme, sähköjännite ja virta ovat kääntäen verrannollinenSiksi ensiö- ja toisiokäämien sähkövirtojen suhde on ylösalaisin:
MinäP - sähkövirta ensiökäämissä
Minäs - sähkövirta toisiokäämissä
NP - ensiökäämityksen kierrosten määrä
Ns - kierrosten lukumäärä toissijaisessa käämissä
Muuntajien toiminnan taustalla olevaa fyysistä ilmiötä kutsutaan elektromagneettinen induktio ja sitä kuvaa Faraday-Lenz-laki. Tämän lain mukaan kun tuotamme magneettivuon vaihtelun jonkin avaruusalueen läpi, magneettikentän täytyy syntyä vastustamaan tätä vaihtelua. Haluatko tietää enemmän aiheesta? Käytä tekstiämme: Faradayn laki.
Katso myös: Mikä on vaihtovirta?
Muuntajien tyypit
Huolimatta samanlaisista toiminnoista, on olemassa erityyppisiä muuntajia, jotka täyttävät erilaiset tarpeet. Katso joitain yleisimpiä tyyppejä:
Virtamuuntaja: Sen päätarkoitus on alentaa sähkövirran voimakkuutta sen siirtämiseksi siirtoverkkoihin tai laitteisiin, jotka eivät tue suurta sähkövirtaa.
Potentiaalimuuntaja: on yleisin muuntajatyyppi, se voi pienentää tai lisätä sähköpotentiaalia kysynnän ja ensiö- ja toisiokäämin käämien määrän mukaan.
Jakelumuuntaja: se on voimalaitosten jakelukeskuksissa, ja se on vastuussa sähkövirran jakamisesta erityyppisille kuluttajille siirtolinjojen kautta.
Tehomuuntaja: toimii erittäin suurella sähköpotentiaalilla ja sähkövirralla, käytetään sähköntuotannossa sähkökäyttöiset, mutta myös paljon sähköä vaativissa sovelluksissa, kuten teollisuusuunit ja induktio.
Harjoitukset
1) Muuntaja vastaanottaa 4400 V: n sähköjännitteen primäärikäämityksessään. Määritä ensiökäämin kierrosten määrä niin, että lähtöjännite toissijaisen käämityksen yli, 10 kierrosta, on 110 V.
Resoluutio:
Voit ratkaista harjoituksen vain käyttämällä kaavaa, joka listaa jokaisen käännöksen jännitteet ja kierrosten määrän:
2) Muuntaja vastaanottaa 20 V jännitettä pääkäämityksessään, joka sisältää N kierrosta. Jos tämän muuntajan toisiokäämi muodostuu 3N kierrosta, mikä on sähköinen lähtöjännite?
Resoluutio:
Muuntajan tulo- ja lähtöjännitteiden kaavan avulla teemme seuraavan laskelman:
3) Muuntajien toiminnan osalta tunnista alla olevat toteamukset tosi tai epätosi:
I - Muuntajat pystyvät toimimaan sekä tasasähköllä että vaihtovirralla.
II - Jos muuntajan toissijaisen käämityksen kierrosten määrä on suurempi kuin ensiökäämin, tämän muuntajan lähtöjännite on välttämättä suurempi kuin Sisäänkäynti.
III - Huolimatta sähköisen jännitteen ja virran kärsimistä muutoksista, sähköteho pysyy vakiona ihanteellisissa muuntajissa.
IV - Muuntajat toimivat Faradayn löytämän ilmiön mukaan, jota kutsutaan sähköstaattiseksi induktioksi.
Ne ovat totta:
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
Sapluuna:
Vastaa: Kirjain C
I - Muuntajat toimivat vain vaihtovirralla, koska niiden on välttämätöntä ilmestyä magneettikentän virtausvaihtelut sähkövirtojen indusoimiseksi käämityksessä toissijainen.
II - Lähtöjännitteet ja käämien lukumäärää kuvaava kaava vahvistaa tämän väitteen.
III - Tämä väite on totta ihanteellisille muuntajille, toisin sanoen jotka eivät poista sähköenergiaa.
IV - Muuntajien toimintaa selittävä ilmiö on sähkömagneettisen induktion periaate.
Minun luona. Rafael Helerbrock
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm