Transformátory sú zariadenia používané na znižovanie alebo zvyšovanie Napätie a elektrický prúd. Transformátory pozostávajú z dvoch vinutí z drôtov, primárny a sekundárne, zapojený do a kovové jadro. Prechod striedavého elektrického prúdu v primárnom vinutí vyvolať k vytvoreniu striedavého elektrického prúdu v sekundárnom vinutí. THE pomerný medzi primárnym a sekundárnym prúdom závisí od vzťahu medzi počet závitov v každom z vinutí.
Pozri tiež:Pochopte, ako sa vyrába elektrina
ako fungujú
Transformátory sa používajú na znižovanie alebo zvyšovanie elektrického napätia a prúdov v spotrebných obvodoch alebo prenos elektrickej energie. Ak transformátor zníži elektrické napätie, automaticky zvýši intenzitu výstupného elektrického prúdu a naopak, pričom vždy zachová hodnotu potencia prenášané, dané výrobok dáva reťaz pre Napätie.
P - elektrická energia
U - Elektrické napätie
i - elektrický prúd
Z dôvodov efektívnosť, k prenosu elektrickej energie na veľké vzdialenosti vždy dochádza v vysoké napätie
a s nízky elektrický prúdv reakcii na straty energie spôsobené joulov efekt, pretože energia rozptýlená vo vodičoch je úmerná elektrickému prúdu.Pre obvody na spotrebu energie, ako sú napríklad bytové, sa z bezpečnostných dôvodov používajú nízke hodnoty napätia - môžu vytvárať veľmi vysoké elektrické potenciály elektrické výboje. Z tohto dôvodu nájdeme veľké transformátory na póloch, ktorých funkciou je znížiť elektrický potenciál prúdu, ktorý je vedený vodičmi a prenáša ho do domovov s napätím v 110V alebo 220 V.
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
Pozri tiež: Účinky na telo pri náraze
Bežné transformátory sú vyrobené z dvoch vinutí z medeného drôtu, ktoré sa nazývajú primárne a sekundárne. Tieto vinutia majú vždy rôzny počet závitov a potom sa krútia okolo železného jadra bez vzájomného kontaktu. Pozrite sa na obrázok nižšie:
Transformátor s primárnym a sekundárnym vinutím.
vinutie primárny je zapnutá priamo do jedného generátor elektromotorickej sily striedavý (transformátory nepracujú s jednosmerným prúdom), to znamená, že sa v ňom vytvára elektrický prúd. intenzita a variabilný zmysel, čo vedie k vytvoreniu a magnetické pole s rovnaké vlastnosti.
Toto magnetické pole potom je zameraný a zosilnený cez železné jadro smerom k sekundárnemu vinutiu. Meniace sa magnetické pole indukuje sekundárny výskyt elektrického prúdu. Vzťah medzi elektrickými potenciálmi medzi primárnym a sekundárnym vinutím je daný týmto vzorcom:
V.P - napätie v primárnom vinutí
V.s - napätie v sekundárnom vinutí
NP - počet závitov v primárnom vinutí
Ns - počet závitov v sekundárnom vinutí
Ako vieme, elektrické napätie a prúd sú nepriamo úmerne, teda pomer pre elektrické prúdy primárneho a sekundárneho vinutia je obrátene:
JaP - elektrický prúd v primárnom vinutí
Jas - elektrický prúd v sekundárnom vinutí
NP - počet závitov v primárnom vinutí
Ns - počet závitov v sekundárnom vinutí
Fyzikálny jav v pozadí činnosti transformátorov sa nazýva elektromagnetická indukcia a je opísaný zákonom Faraday-Lenz. Tento zákon nás informuje, že keď produkujeme variáciu magnetického toku cez určitú oblasť vesmíru, musí vzniknúť magnetické pole, aby sa dalo tejto variácii čeliť. Chcete sa dozvedieť viac o tejto téme? Prístup k nášmu textu: Faradayov zákon.
Pozri tiež: Čo je to striedavý prúd?
Typy transformátorov
Napriek podobným funkciám existujú rôzne typy transformátorov, ktoré vyhovujú rôznym potrebám. Vyskúšajte niektoré z najbežnejších typov:
Prúdový transformátor: Jeho hlavným účelom je znížiť intenzitu elektrického prúdu za účelom jeho prenosu do prenosových sietí alebo zariadení, ktoré nepodporujú vysoké elektrické prúdy.
Potenciálny transformátor: je najbežnejším typom transformátora, môže podľa potreby a počtu vinutí v primárnej a sekundárnej cievke znižovať alebo zvyšovať elektrický potenciál.
Distribučný transformátor: prítomný v distribučných centrách elektrární, je zodpovedný za distribúciu elektrického prúdu rôznym typom spotrebiteľov cez prenosové vedenia.
Výkonový transformátor: pracuje s veľmi vysokou úrovňou elektrického potenciálu a elektrického prúdu, používa sa pri výrobe energie elektrické, ale aj v aplikáciách, ktoré vyžadujú veľa elektrickej energie, ako sú priemyselné rúry a indukcia.
Cvičenia
1) Transformátor prijíma do svojho primárneho vinutia elektrické napätie 4 400 V. Určte počet závitov v primárnom vinutí tak, aby výstupné napätie na sekundárnom vinutí, 10 závitov, bolo 110 V.
Rozhodnutie:
Na vyriešenie tohto cvičenia stačí použiť vzorec, ktorý obsahuje zoznam napätí a počet zákrutov v jednotlivých zákrutách:
2) Transformátor prijíma do svojho hlavného vinutia napätie 20 V, ktoré obsahuje N závitov. Ak je sekundárne vinutie tohto transformátora tvorené 3N závitmi, aké bude elektrické výstupné napätie?
Rozhodnutie:
Pomocou vzorca pre vstupné a výstupné napätie v transformátore urobíme nasledujúci výpočet:
3) Pokiaľ ide o činnosť transformátorov, identifikujte nasledujúce tvrdenia ako pravdivé alebo nepravdivé:
I - Transformátory sú schopné pracovať ako s jednosmerným elektrickým prúdom, tak so striedavým elektrickým prúdom.
II - Ak je počet závitov sekundárneho vinutia transformátora väčší ako počet závitov primárne vinutie, potom bude výstupné napätie tohto transformátora nevyhnutne väčšie ako napätie Vchod.
III - Napriek transformáciám spôsobeným elektrickým napätím a prúdom zostáva elektrická energia v ideálnych transformátoroch konštantná.
IV - Transformátory pracujú podľa javu nazývaného elektrostatická indukcia, ktorý objavil Faraday.
Sú pravdivé:
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
Šablóna:
Odpovedať: Písmeno C
I - Transformátory pracujú iba so striedavými prúdmi, pretože je potrebné, aby sa objavili variácie toku magnetického poľa na indukciu elektrických prúdov vo vinutí sekundárne.
II - Vzorec, ktorý súvisí s výstupným napätím a počtom vinutí, potvrdzuje toto tvrdenie.
III - Pre ideálne transformátory, to znamená, že nerozptyľujú elektrickú energiu, je toto tvrdenie pravdivé.
IV - Fenoménom, ktorý vysvetľuje činnosť transformátorov, je princíp elektromagnetickej indukcie.
Mnou. Rafael Helerbrock
Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
HELERBROCK, Rafael. „Čo je to transformátor?“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm. Prístup k 28. júnu 2021.
