Transformatoren zijn apparaten die worden gebruikt om de Spanning en de elektrische stroom. Transformatoren bestaan uit twee wikkelingen van draden, primair en ondergeschikt, betrokken bij een metalen kern. De doorgang van een elektrische wisselstroom in de primaire wikkeling induceren tot de vorming van een elektrische wisselstroom in de secundaire wikkeling. DE proportie tussen de primaire en secundaire stromen hangt af van de relatie tussen de aantal beurten in elk van de windingen.
Zie ook:Begrijpen hoe elektriciteit wordt geproduceerd
hoe ze werken
Transformatoren worden gebruikt om elektrische spanningen en stromen in consumentencircuits te verlagen of te verhogen of elektrische krachtoverbrenging:. Als een transformator een elektrische spanning verlaagt, verhoogt deze automatisch de intensiteit van de elektrische uitgangsstroom en vice versa, waarbij altijd de potentie verzonden, gegeven door Product geeft ketting voor de Spanning.
P - elektrische energie
u - Elektrische spanning
ik - elektrische stroom
om redenen van efficiëntie, vindt de overdracht van elektrische energie over grote afstanden altijd plaats in hoog voltage en met lage elektrische stroom, als reactie op energieverliezen veroorzaakt door de joule-effect, aangezien de in de draden gedissipeerde energie evenredig is met de elektrische stroom.
Voor stroomverbruikcircuits, zoals residentiële circuits, worden om veiligheidsredenen lage elektrische spanningswaarden gebruikt - zeer hoge elektrische potentialen kunnen elektrische ontladingen. Het is om deze reden dat we grote transformatoren op palen vinden, waarvan de functie is om de elektrische potentiaal van de stroom die door de draden wordt gedragen, waardoor deze met spanningen naar huizen wordt geleid in 110V of 220V.
Zie ook: Effecten op het lichaam bij het ontvangen van een schok
Gemeenschappelijke transformatoren zijn geconstrueerd met twee wikkelingen van koperdraad, de primaire en secundaire genoemd. Deze wikkelingen hebben altijd een verschillend aantal windingen en worden vervolgens om een ijzeren kern gedraaid, zonder contact tussen hen. Kijk naar de onderstaande figuur:
Transformator met primaire en secundaire wikkelingen.
het opwinden primair is ingeschakeld direct tot een elektromotorische krachtgenerator wisselend (transformatoren werken niet met gelijkstroom), dat wil zeggen dat er een elektrische stroom in wordt gevormd. intensiteit en variabele zin, wat leidt tot het genereren van a magnetisch veld met dezelfde functies.
Dit magnetisch veld is dan gefocust en versterkt door de ijzeren kern naar de secundaire wikkeling. Het veranderende magnetische veld veroorzaakt het verschijnen van een elektrische stroom in de secundaire. De relatie tussen de elektrische potentialen tussen de primaire en secundaire wikkelingen wordt gegeven door de volgende formule:
VP — spanning in de primaire wikkeling
Vzo — spanning in de secundaire wikkeling
neeP — aantal windingen in de primaire wikkeling
neezo — aantal windingen in de secundaire wikkeling
Zoals we weten, zijn elektrische spanning en stroom: omgekeerd evenredigdaarom is de verhouding voor de elektrische stromen van de primaire en secundaire wikkelingen omgekeerd:
ikP — elektrische stroom in de primaire wikkeling
ikzo — elektrische stroom in de secundaire wikkeling
neeP — aantal windingen in de primaire wikkeling
neezo — aantal windingen in de secundaire wikkeling
Het fysieke fenomeen achter de werking van transformatoren wordt genoemd elektromagnetische inductie en wordt beschreven door de wet van Faraday-Lenz. Deze wet informeert ons dat wanneer we een variatie van de magnetische flux door een bepaald gebied van de ruimte produceren, er een magnetisch veld moet ontstaan om deze variatie tegen te gaan. Meer weten over het onderwerp? Toegang tot onze tekst: De wet van Faraday.
Zie ook: Wat is wisselstroom?
Soorten transformatoren
Ondanks dat ze vergelijkbare functies hebben, zijn er verschillende soorten transformatoren die aan verschillende behoeften voldoen. Bekijk enkele van de meest voorkomende soorten:
Huidige transformator: Het belangrijkste doel is om de intensiteit van de elektrische stroom te verlagen om deze door te geven aan transmissienetwerken of apparaten die geen hoge elektrische stromen ondersteunen.
Potentiële transformator: is het meest voorkomende type transformator, het kan het elektrische potentieel verlagen of verhogen, afhankelijk van de vraag en het aantal wikkelingen in de primaire en secundaire spoel.
Distributietransformator: aanwezig in de distributiecentra van energiecentrales, is het verantwoordelijk voor het distribueren van elektrische stroom naar verschillende soorten consumenten via de transmissielijnen.
Transformator: werkt met een zeer hoog elektrisch potentiaal en elektrische stroom, wordt gebruikt bij energieopwekking elektrisch, maar ook in toepassingen die veel elektrisch vermogen vereisen, zoals industriële ovens en inductie.
Opdrachten
1) Een transformator krijgt in zijn primaire wikkeling een elektrische spanning van 4400 V. Bepaal het aantal windingen in de primaire wikkeling zodat de uitgangsspanning over de secundaire wikkeling, 10 windingen, 110 V is.
Resolutie:
Om de oefening op te lossen, gebruikt u gewoon de formule die de spanningen en het aantal beurten in elke beurt weergeeft:
2) Een transformator krijgt 20 V spanning in zijn hoofdwikkeling, die N windingen bevat. Als de secundaire wikkeling van deze transformator wordt gevormd door 3N windingen, wat zal dan de elektrische uitgangsspanning zijn?
Resolutie:
Met behulp van de formule voor de ingangs- en uitgangsspanningen in de transformator, zullen we de volgende berekening doen:
3) Met betrekking tot de werking van transformatoren, identificeer de onderstaande beweringen als waar of onwaar:
I - Transformatoren kunnen zowel met gelijkstroom als met elektrische wisselstroom werken.
II - Als het aantal windingen van de secundaire wikkeling van een transformator groter is dan het aantal windingen van de primaire wikkeling, dan zal de uitgangsspanning van deze transformator noodzakelijkerwijs groter zijn dan de spanning van Ingang.
III - Ondanks de transformaties die elektrische spanning en stroom ondergaan, blijft het elektrische vermogen constant in ideale transformatoren.
IV - Transformatoren werken volgens een fenomeen genaamd elektrostatische inductie, ontdekt door Faraday.
Ze zijn waar:
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
Sjabloon:
Antwoord: Letter C
I - Transformatoren werken alleen met wisselstroom, omdat het nodig is dat ze verschijnen magnetische veldfluxvariaties om elektrische stromen in de wikkeling te induceren ondergeschikt.
II - De formule die de uitgangsspanningen en het aantal wikkelingen relateert, bevestigt deze verklaring.
III - Voor ideale transformatoren, dat wil zeggen, die geen elektrische energie dissiperen, is deze bewering waar.
IV - Het fenomeen dat de werking van transformatoren verklaart, is het principe van elektromagnetische inductie.
Door mij Rafael Helerbrock
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm