Transformatorer är enheter som används för att sänka eller öka Spänning och den elektrisk ström. Transformatorer består av två lindningar av tråd, primär och sekundär, involverad i en metall kärna. Passage av en växelström i primärlindningen inducera till bildandet av en växelström i sekundärlindningen. DE andel mellan den primära och sekundära strömmen beror på förhållandet mellan antal svängar i var och en av lindningarna.
Se också:Förstå hur el produceras
hur de fungerar
Transformatorer används för att sänka eller öka elektriska spänningar och strömmar i konsumentkretsar eller elkraftöverföring. Om en transformator sänker en elektrisk spänning ökar den automatiskt intensiteten på utgångens elektriska ström och vice versa, och behåller alltid potens sänds, ges av produkt ger kedja för Spänning.
P - elkraft
U - Elektrisk spänning
i - elektrisk ström
Av skäl till effektivitet, överföring av elektrisk energi över stora avstånd sker alltid i högspänning och med låg elektrisk ström, som svar på energiförluster orsakade av joule-effekteftersom energin som släpps ut i ledningarna är proportionell mot den elektriska strömmen.
För energiförbrukningskretsar, såsom bostäder, används låga elektriska spänningsvärden av säkerhetsskäl - mycket höga elektriska potentialer kan ge elektriska urladdningar. Det är av den anledningen att vi hittar stora transformatorer på stolpar, vars funktion är att sänka ned den elektriska potentialen för strömmen som matas av ledningarna och transporterar den till spänningsbostäder i 110V eller 220V.
Se också: Effekter på kroppen vid chock
Vanliga transformatorer är konstruerade med två lindningar av koppartråd, kallad primär och sekundär. Dessa lindningar har alltid olika antal varv och vrids sedan runt en järnkärna utan kontakt mellan dem. Titta på figuren nedan:
Transformator med primära och sekundära lindningar.
lindningen primär är påslagen direkt till en elektromotorisk kraftgenerator alternerande (transformatorer fungerar inte med likström), det vill säga en elektrisk ström bildas i den. intensitet och variabel känsla, vilket leder till generationen av en magnetiskt fält med samma funktioner.
Detta magnetfält är då fokuserad och förstärkt genom järnkärnan mot sekundärlindningen. Det förändrade magnetfältet inducerar uppkomsten av en elektrisk ström i sekundärområdet. Förhållandet mellan de elektriska potentialerna mellan primär- och sekundärlindningarna ges av följande formel:
VP - spänning i primärlindningen
Vs - spänning i sekundärlindningen
NP - antal varv i primärlindningen
Ns - antal varv i sekundärlindningen
Som vi vet är elektrisk spänning och ström omvänt proportionelldärför är förhållandet för de elektriska strömmarna för primär- och sekundärlindningarna omvänd:
JagP - elektrisk ström i primärlindningen
Jags - elektrisk ström i sekundärlindningen
NP - antal varv i primärlindningen
Ns - antal varv i sekundärlindningen
Det fysiska fenomenet bakom drift av transformatorer kallas elektromagnetisk induktion och beskrivs av Faraday-Lenz-lagen. Denna lag säger att när vi producerar en variation i magnetflödet genom någon del av rymden måste ett magnetfält uppstå för att motsätta sig denna variation. Vill du veta mer om ämnet? Gå till vår text: Faradays lag.
Se också: Vad är växelström?
Typer av transformatorer
Trots att de har liknande funktioner finns det olika typer av transformatorer som uppfyller olika behov. Kolla in några av de vanligaste typerna:
Strömtransformator: Dess huvudsyfte är att sänka intensiteten i den elektriska strömmen för att överföra den till överföringsnät eller enheter som inte stöder höga elektriska strömmar.
Potentiell transformator: är den vanligaste typen av transformator, den kan sänka eller öka den elektriska potentialen beroende på efterfrågan och antalet lindningar i primär- och sekundärspolen.
Distributionstransformator: finns i kraftverkens distributionscentra är det ansvarigt för att distribuera elektrisk ström till olika typer av konsumenter via överföringsledningarna.
Krafttransformator: arbetar med mycket höga nivåer av elektrisk potential och elektrisk ström, används vid kraftgenerering elektriska, men också i applikationer som kräver mycket elektrisk kraft, såsom industriugnar och induktion.
Övningar
1) En transformator får en elektrisk spänning på 4400 V i sin primära lindning. Bestäm antalet varv i primärlindningen så att utspänningen över sekundärlindningen, 10 varv, är 110 V.
Upplösning:
För att lösa övningen använder du bara formeln som visar spänningarna och antalet varv i varje varv:
2) En transformator tar emot 20 V spänning i sin huvudlindning, som innehåller N-varv. Om den sekundära lindningen av denna transformator bildas av 3N varv, vad blir den elektriska utspänningen?
Upplösning:
Med hjälp av formeln för in- och utspänningar i transformatorn kommer vi att göra följande beräkning:
3) Beträffande transformatorernas funktion, identifiera uttalandena nedan som sanna eller falska:
I - Transformatorer kan arbeta både med likström och med växelström.
II - Om antalet varv för sekundärlindningen av en transformator är större än antalet varv för primärlindning, kommer utgångsspänningen för denna transformator nödvändigtvis att vara större än spänningen för Ingång.
III - Trots de transformationer som drabbas av elektrisk spänning och ström, förblir elkraft konstant i ideala transformatorer.
IV - Transformatorer fungerar enligt ett fenomen som kallas elektrostatisk induktion, upptäckt av Faraday.
De är sanna:
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
Mall:
Svar: Bokstaven C
I - Transformatorer fungerar bara med alternerande strömmar, eftersom det är nödvändigt för dem att visas variationer i magnetfältflöde för att inducera elektriska strömmar i lindningen sekundär.
II - Formeln som relaterar utspänningarna och antalet lindningar bekräftar detta uttalande.
III - För idealiska transformatorer, det vill säga som inte sprider elektrisk energi, är detta uttalande sant.
IV - Det fenomen som förklarar transformatorernas funktion är principen för elektromagnetisk induktion.
Av mig Rafael Helerbrock
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm