רוֹבּוֹטרִיקִים הם מכשירים המשמשים להורדת או הגדלת מתח וה זרם חשמלי. רובוטריקים מורכבים משני פיתולי חוטים, יְסוֹדִי ו מִשׁנִי, מעורב ב ליבת מתכת. מעבר של זרם חשמלי מתחלף בפיתול הראשוני לְהַשְׁרוֹת להיווצרות זרם חשמלי מתחלף בפיתול המשני. ה פּרוֹפּוֹרצִיָה בין הזרם הראשוני למשני תלוי ביחסים בין מספר סיבובים בכל אחד מהפיתולים.
ראה גם:להבין כיצד מייצרים חשמל
איך הם עובדים
רובוטריקים משמשים להורדת מתח או זרמים חשמליים במעגלים צרכניים או העברת חשמל. אם שנאי מוריד מתח חשמלי, הוא מגביר באופן אוטומטי את עוצמת הזרם החשמלי המוצא ולהיפך, ושומר תמיד על פּוֹטֵנצִיָה מועבר, ניתן על ידי מוצר נותן שַׁרשֶׁרֶת בשביל ה מתח.
פ - כוח חשמלי
U - מתח חשמלי
אני - זרם חשמלי
מסיבות של יְעִילוּת, העברת אנרגיה חשמלית למרחקים גדולים מתרחשת תמיד ב מתח גבוה ועם זרם חשמלי נמוך, בתגובה להפסדי אנרגיה הנגרמים על ידי אפקט ג'ול, מכיוון שהאנרגיה המתפזרת בחוטים פרופורציונאלית לזרם החשמלי.
עבור מעגלים של צריכת אנרגיה, כגון מגורים, משתמשים בערכי מתח חשמלי נמוך, מטעמי בטיחות - פוטנציאלים חשמליים גבוהים מאוד יכולים לייצר פריקות חשמל. מסיבה זו אנו מוצאים שנאים גדולים על מוטות, שתפקידם להוריד את הפוטנציאל החשמלי של הזרם המובל על ידי החוטים, ומוביל אותו לבתים עם מתח ב 110 וולט אוֹ 220 וולט.
ראה גם: השפעות על הגוף בעת קבלת הלם
שנאים נפוצים בנויים עם שני פיתולי חוט נחושת, הנקראים ראשוניים ומשניים. לפיתולים אלה יש תמיד מספר שונה של סיבובים ואז הם מסובבים סביב ליבת ברזל, ללא מגע ביניהם. עיין באיור למטה:
שנאי עם פיתולים ראשוניים ומשניים.
המתפתל יְסוֹדִי מופעלת באופן ישיר לאחד מחולל כוח אלקטרו לסירוגין (שנאים אינם עובדים עם זרם ישר), כלומר נוצר בו זרם חשמלי. עָצמָה ו חוש משתנה, המוביל לדור של א שדה מגנטי עם אותן תכונות.
השדה המגנטי הזה הוא אז מְרוּכָּז ו מוגבר דרך ליבת הברזל לכיוון סלילה משנית. השדה המגנטי המשתנה גורם להופעת זרם חשמלי במשני. הקשר בין הפוטנציאלים החשמליים בין הפיתולים הראשוניים למשניים ניתן על ידי הנוסחה הבאה:
ופ - מתח בפיתול הראשוני
וס - מתח בפיתול המשני
נפ - מספר סיבובים בפיתול הראשוני
נס - מספר סיבובים בפיתול המשני
כידוע מתח חשמלי וזרם הם ביחס הפוךלכן היחס לזרמים החשמליים של הפיתולים הראשוניים והמשניים הוא הָפוּך:
אניפ - זרם חשמלי בפיתול הראשוני
אניס - זרם חשמלי בפיתול המשני
נפ - מספר סיבובים בפיתול הראשוני
נס - מספר סיבובים בפיתול המשני
התופעה הפיזית מאחורי הפעלת שנאים נקראת השראות אלקטרומגנטית ומתואר על ידי חוק פאראדיי-לנץ. חוק זה מודיע לנו שכאשר אנו מייצרים וריאציה של השטף המגנטי דרך איזור כלשהו בחלל, חייב להיווצר שדה מגנטי על מנת להתנגד לריאציה זו. רוצים לדעת יותר על הנושא? גש לטקסט שלנו: חוק פאראדיי.
ראה גם: מהו זרם חילופין?
סוגי רובוטריקים
למרות שיש פונקציות דומות, ישנם סוגים שונים של שנאים העונים על צרכים שונים. בדוק כמה מהסוגים הנפוצים ביותר:
שנאי זרם: מטרתו העיקרית היא להוריד את עוצמת הזרם החשמלי, על מנת להעבירו לרשתות שידור או למכשירים שאינם תומכים בזרמים חשמליים גבוהים.
שנאי פוטנציאלי: הוא הסוג הנפוץ ביותר של שנאי, הוא יכול להוריד או להגדיל את הפוטנציאל החשמלי על פי הביקוש ומספר הפיתולים בסליל הראשוני והמשני.
שנאי הפצה: במוקדי ההפצה של תחנות הכוח, היא אחראית להפצת זרם חשמלי לסוגים שונים של צרכנים דרך קווי ההולכה.
שנאי כוח: פועל עם רמות גבוהות מאוד של פוטנציאל חשמלי וזרם חשמלי, משמש לייצור חשמל חשמל, אך גם ביישומים הדורשים הרבה חשמל, כגון תנורים תעשייתיים הַשׁרָאָה.
תרגילים
1) שנאי מקבל מתח חשמלי של 4400 וולט בפיתול העיקרי שלו. קבע את מספר הסיבובים בפיתול הראשוני כך שמתח המוצא על פני הפיתול המשני, 10 סיבובים, יהיה 110 וולט.
פתרון הבעיה:
כדי לפתור את התרגיל, השתמש רק בנוסחה המפרטת את המתחים ואת מספר הסיבובים בכל סיבוב:
2) שנאי מקבל 20 וולט של מתח בפיתול הראשי שלו, המכיל סיבובי N. אם הסיבוב המשני של שנאי זה נוצר על ידי סיבובים של 3N, מה יהיה מתח המוצא החשמלי?
פתרון הבעיה:
בעזרת הנוסחה של מתח הכניסה והפלט בשנאי, נעשה את החישוב הבא:
3) לגבי הפעלת שנאים, זהה את ההצהרות שלהלן כנכונות או כוזבות:
I - רובוטריקים מסוגלים לפעול גם עם זרם חשמלי ישיר וגם עם זרם חשמלי מתחלף.
II - אם מספר הסיבובים של הסיבוב המשני של שנאי גדול ממספר הסיבובים של מתפתל ראשוני, אז מתח המוצא של שנאי זה יהיה בהכרח גדול יותר מהמתח של כְּנִיסָה.
III - למרות התמורות הסובלות ממתח וזרם חשמל, כוח חשמלי נשאר קבוע בשנאים אידיאליים.
IV - רובוטריקים פועלים על פי תופעה הנקראת אינדוקציה אלקטרוסטטית, שהתגלתה על ידי פאראדיי.
הם נכונים:
א) F, F, V, F
ב) V, V, V, F
ג) F, V, V, F
ד) F, V, F, F
ה) F, V, V, V
תבנית:
תשובה: אות ג '
אני - רובוטריקים עובדים רק עם זרמים מתחלפים, מכיוון שיש צורך שהם יופיעו וריאציות שטף השדה המגנטי גורמות לזרמים חשמליים בפיתול מִשׁנִי.
II - הנוסחה המתייחסת למתח היציאה ולמספר הפיתולים מאששת קביעה זו.
III - עבור שנאים אידיאליים, כלומר שאינם מפיצים אנרגיה חשמלית, אמירה זו נכונה.
IV - התופעה המסבירה את פעולתם של שנאים היא עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית.
על ידי רפאל הלרברוק
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm
