Cos'è un trasformatore: concetto, tipi, come funzionano

trasformatori sono dispositivi utilizzati per abbassare o aumentare il voltaggio e il corrente elettrica. I trasformatori sono costituiti da due avvolgimenti di filo, primario e secondario, coinvolto in a nucleo metallico. Il passaggio di una corrente elettrica alternata nell'avvolgimento primario indurre alla formazione di una corrente elettrica alternata nell'avvolgimento secondario. IL proporzione tra le correnti primaria e secondaria dipende dal rapporto tra la numero di giri in ciascuno degli avvolgimenti.

Vedi anche:Capire come viene prodotta l'elettricità

come funzionano

I trasformatori vengono utilizzati per abbassare o aumentare le tensioni e le correnti elettriche nei circuiti delle utenze o trasmissione di energia elettrica. Se un trasformatore abbassa una tensione elettrica, aumenta automaticamente l'intensità della corrente elettrica in uscita e viceversa, mantenendo sempre la potenza trasmesso, dato da Prodottocatena per il voltaggio.

P - energia elettrica

tu - Tensione elettrica

io - corrente elettrica

Per motivi di efficienza, la trasmissione di energia elettrica su grandi distanze avviene sempre in alta tensione e con bassa corrente elettrica, in risposta alle perdite di energia causate dal effetto joule, poiché l'energia dissipata nei fili è proporzionale alla corrente elettrica.

Per i circuiti a consumo energetico, come quelli residenziali, vengono utilizzati valori di tensione elettrica bassi, per motivi di sicurezza: potenziali elettrici molto elevati possono produrre scariche elettriche. È per questo motivo che troviamo grossi trasformatori su pali, la cui funzione è quella di abbassare la potenziale elettrico della corrente che viene trasportata dai fili, portandola alle abitazioni con tensioni nel 110V o 220V.

Vedi anche: Effetti sul corpo quando si riceve uno shock

I trasformatori comuni sono costruiti con due avvolgimenti di filo di rame, chiamati primario e secondario. Questi avvolgimenti hanno sempre un numero di spire diverso e vengono poi attorcigliati attorno ad un nucleo di ferro, senza alcun contatto tra di loro. Guarda la figura qui sotto:

Trasformatore con avvolgimenti primari e secondari.
Trasformatore con avvolgimenti primari e secondari.

l'avvolgimento primario è acceso direttamente a uno generatore di forza elettromotrice alternato (i trasformatori non funzionano con corrente continua), cioè in esso si forma una corrente elettrica. intensità e senso variabile, portando alla generazione di a campo magnetico con stesse caratteristiche.

Questo campo magnetico è quindi focalizzata e amplificato attraverso il nucleo di ferro verso l'avvolgimento secondario. Il campo magnetico variabile induce la comparsa di una corrente elettrica nel secondario. La relazione tra i potenziali elettrici tra l'avvolgimento primario e secondario è data dalla seguente formula:

VP — tensione nell'avvolgimento primario

VS — tensione nel secondario

noP — numero di spire dell'avvolgimento primario

noS — numero di spire dell'avvolgimento secondario

Come sappiamo, la tensione e la corrente elettrica sono inversamente proporzionale, quindi, il rapporto per le correnti elettriche degli avvolgimenti primario e secondario è invertito:

ioP — corrente elettrica nell'avvolgimento primario

ioS — corrente elettrica nell'avvolgimento secondario

noP — numero di spire dell'avvolgimento primario

noS — numero di spire dell'avvolgimento secondario

Il fenomeno fisico alla base del funzionamento dei trasformatori è chiamato induzione elettromagnetica ed è descritto dalla legge di Faraday-Lenz. Questa legge ci informa che quando produciamo una variazione del flusso magnetico attraverso una regione dello spazio, deve sorgere un campo magnetico per opporsi a questa variazione. Vuoi saperne di più sull'argomento? Accedi al nostro testo: Legge di Faraday.

Vedi anche: Cos'è la corrente alternata?

Tipi di trasformatori

Pur avendo funzioni simili, esistono diversi tipi di trasformatori che soddisfano esigenze diverse. Scopri alcuni dei tipi più comuni:

  • Trasformatore di corrente: Il suo scopo principale è quello di abbassare l'intensità della corrente elettrica, al fine di trasmetterla a reti di trasmissione o dispositivi che non supportano correnti elettriche elevate.

  • Potenziale trasformatore: è il tipo di trasformatore più comune, può abbassare o aumentare il potenziale elettrico a seconda della richiesta e del numero di avvolgimenti della bobina primaria e secondaria.

  • Trasformatore di distribuzione: presente nei centri di distribuzione delle centrali elettriche, è responsabile della distribuzione della corrente elettrica a diverse tipologie di utenze attraverso le linee di trasmissione.

  • Trasformatore di potenza: opera con livelli molto elevati di potenziale elettrico e corrente elettrica, è utilizzato nella generazione di energia elettrici, ma anche in applicazioni che richiedono molta potenza elettrica, come forni industriali e induzione.

Esercizi

1) Un trasformatore riceve una tensione elettrica di 4400 V nel suo avvolgimento primario. Determinare il numero di spire nell'avvolgimento primario in modo che la tensione di uscita attraverso l'avvolgimento secondario, 10 spire, sia 110 V.

Risoluzione:

Per risolvere l'esercizio basta utilizzare la formula che elenca le tensioni e il numero di giri in ogni turno:

2) Un trasformatore riceve 20 V di tensione nel suo avvolgimento principale, che contiene N spire. Se l'avvolgimento secondario di questo trasformatore è formato da 3N spire, quale sarà la tensione di uscita elettrica?

Risoluzione:

Utilizzando la formula per le tensioni di ingresso e di uscita nel trasformatore, eseguiremo il seguente calcolo:

3) Per quanto riguarda il funzionamento dei trasformatori, identificare le seguenti affermazioni come vere o false:

I - I trasformatori sono in grado di funzionare sia con corrente elettrica continua che con corrente elettrica alternata.

II - Se il numero di spire del secondario di un trasformatore è maggiore del numero di spire del avvolgimento primario, quindi la tensione di uscita di questo trasformatore sarà necessariamente maggiore della tensione di Ingresso.

III - Nonostante le trasformazioni subite dalla tensione e dalla corrente elettrica, la potenza elettrica rimane costante nei trasformatori ideali.

IV - I trasformatori funzionano secondo un fenomeno chiamato induzione elettrostatica, scoperto da Faraday.

Sono vere:

a) FA, FA, V, FA

b) V, V, V, F

c) F, V, V, F

d) FA, V, FA, FA

e) F, V, V, V

Modello:

rispondere: Lettera C

I - I trasformatori funzionano solo con correnti alternate, poiché è necessario che appaiano variazioni di flusso del campo magnetico per indurre correnti elettriche nell'avvolgimento secondario.

II - La formula che mette in relazione le tensioni di uscita e il numero di avvolgimenti conferma questa affermazione.

III - Per i trasformatori ideali, cioè che non dissipano energia elettrica, questa affermazione è vera.

IV - Il fenomeno che spiega il funzionamento dei trasformatori è il principio dell'induzione elettromagnetica.


Di Me. Rafael Helerbrock

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm

L'INSS richiede documenti specifici per dimostrare l'unione stabile

Il numero di coppie che vivono una relazione stabile è cresciuto esponenzialmente in Brasile. Tut...

read more

5 opzioni di bevande analcoliche per tutta la famiglia

Chi dice che l'alcol è fondamentale per un buon drink non ha mai provato un analcolico delizioso ...

read more

Fai attenzione al tuo animale domestico! Più di 50 cani muoiono dopo aver ingerito dolcetti tossici

Alcune aziende che producono alimenti e snack per animali domestici sono state avvisate di lotti ...

read more