Transformatoare sunt dispozitive utilizate pentru a reduce sau a mări Voltaj si curent electric. Transformatoarele constau din două înfășurări de sârmă, primar și secundar, implicat într-un miez metalic. Trecerea unui curent electric alternativ în înfășurarea primară induce la formarea unui curent electric alternativ în înfășurarea secundară. THE proporţie între curenții primari și secundari depinde de relația dintre numărul de ture în fiecare dintre înfășurări.
Vezi și:Înțelegeți cum este produsă energia electrică
cum funcționează
Transformatoarele sunt utilizate pentru a reduce sau a mări tensiunile și curenții electrici în circuitele de consum sau transmisia energiei electrice. Dacă un transformator scade o tensiune electrică, crește automat intensitatea curentului electric de ieșire și invers, păstrând întotdeauna potență transmis, dat de produs dă lanţ pentru Voltaj.
P - energie electrică
U - Tensiunea electrică
eu - curent electric
Din motive de eficienţă, transmiterea energiei electrice pe distanțe mari are loc întotdeauna în
tensiune înaltă si cu curent electric redus, ca răspuns la pierderile de energie cauzate de efect joule, deoarece energia disipată în fire este proporțională cu curentul electric.Pentru circuite de consum de energie, precum cele rezidențiale, se utilizează valori scăzute ale tensiunii electrice, din motive de siguranță - pot produce potențiale electrice foarte mari descărcări electrice. Din acest motiv, găsim transformatoare mari pe poli, a căror funcție este de a coborî potențialul electric al curentului care este transportat de fire, transportându-l la case cu tensiuni în 110V sau 220V.
Vezi și tu: Efecte asupra corpului la primirea unui șoc
Transformatoarele comune sunt construite cu două înfășurări de sârmă de cupru, numite primar și secundar. Aceste înfășurări au întotdeauna un număr diferit de viraje și sunt apoi răsucite în jurul unui miez de fier, fără niciun contact între ele. Uită-te la figura de mai jos:
Transformator cu înfășurări primare și secundare.
înfășurarea primar este pornit direct catre unul generator de forță electromotivă alternativ (transformatoarele nu funcționează cu curent continuu), adică în el se formează un curent electric. intensitate și sens variabil, conducând la generarea unui camp magnetic cu aceleași caracteristici.
Acest câmp magnetic este atunci concentrat și amplificat prin miezul de fier spre înfășurarea secundară. Câmpul magnetic în schimbare induce apariția unui curent electric în secundar. Relația dintre potențialele electrice dintre înfășurările primare și secundare este dată de următoarea formulă:
VP - tensiunea în înfășurarea primară
Vs - tensiunea în înfășurarea secundară
NP - numărul de ture în înfășurarea primară
Ns - numărul de spire în înfășurarea secundară
După cum știm, tensiunea și curentul electric sunt invers proporțională, prin urmare, raportul pentru curenții electrici ai înfășurărilor primare și secundare este inversat:
EuP - curent electric în înfășurarea primară
Eus - curent electric în înfășurarea secundară
NP - numărul de ture în înfășurarea primară
Ns - numărul de spire în înfășurarea secundară
Se numește fenomenul fizic din spatele funcționării transformatoarelor inductie electromagnetica și este descris de legea Faraday-Lenz. Această lege afirmă că atunci când producem o variație a fluxului magnetic printr-o anumită regiune a spațiului, trebuie să apară un câmp magnetic pentru a ne opune acestei variații. Vrei să afli mai multe despre subiect? Accesați textul nostru: Legea lui Faraday.
Vezi și tu: Ce este curentul alternativ?
Tipuri de transformatoare
În ciuda funcțiilor similare, există diferite tipuri de transformatoare care răspund nevoilor diferite. Consultați câteva dintre cele mai frecvente tipuri:
Transformator de curent: Scopul său principal este de a reduce intensitatea curentului electric, pentru a-l transmite rețelelor de transmisie sau dispozitivelor care nu suportă curenți electrici mari.
Transformator de potențial: este cel mai comun tip de transformator, poate reduce sau crește potențialul electric în funcție de cerere și de numărul de înfășurări din bobina primară și secundară.
Transformator de distribuție: prezent în centrele de distribuție ale centralelor electrice, este responsabil de distribuirea curentului electric către diferite tipuri de consumatori prin liniile de transport.
Transformator de putere: funcționează cu niveluri foarte ridicate de potențial electric și curent electric, este utilizat în generarea de energie electric, dar și în aplicații care necesită multă energie electrică, cum ar fi cuptoarele industriale și inducţie.
Exerciții
1) Un transformator primește o tensiune electrică de 4400 V în înfășurarea sa primară. Determinați numărul de ture în înfășurarea primară, astfel încât tensiunea de ieșire pe înfășurarea secundară, de 10 ture, să fie de 110 V.
Rezoluţie:
Pentru a rezolva exercițiul, trebuie doar să utilizați formula care listează tensiunile și numărul de ture în fiecare tura:
2) Un transformator primește 20 V de tensiune în înfășurarea sa principală, care conține N spire. Dacă înfășurarea secundară a acestui transformator este formată din 3N spire, care va fi tensiunea de ieșire electrică?
Rezoluţie:
Folosind formula pentru tensiunile de intrare și ieșire din transformator, vom face următorul calcul:
3) În ceea ce privește funcționarea transformatoarelor, identificați afirmațiile de mai jos ca fiind adevărate sau false:
I - Transformatoarele sunt capabile să funcționeze atât cu curent electric continuu, cât și cu curent electric alternativ.
II - Dacă numărul de ture ale înfășurării secundare a unui transformator este mai mare decât numărul de ture ale înfășurarea primară, atunci tensiunea de ieșire a acestui transformator va fi în mod necesar mai mare decât tensiunea de Intrare.
III - În ciuda transformărilor suferite de tensiunea și curentul electric, puterea electrică rămâne constantă în transformatoarele ideale.
IV - Transformatoarele funcționează conform unui fenomen numit inducție electrostatică, descoperit de Faraday.
Sunt adevărate:
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
Șablon:
Răspuns: Litera C
I - Transformatoarele funcționează numai cu curenți alternativi, deoarece este necesar să apară variații ale fluxului de câmp magnetic pentru a induce curenți electrici în înfășurare secundar.
II - Formula care leagă tensiunile de ieșire și numărul de înfășurări confirmă această afirmație.
III - Pentru transformatoarele ideale, adică care nu disipă energia electrică, această afirmație este adevărată.
IV - Fenomenul care explică funcționarea transformatoarelor este principiul inducției electromagnetice.
De mine. Rafael Helerbrock
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm
