A transzformátorok növelik a feszültséget az áram csökkentésére: 3 tény

Ez a cikk részletesen ismerteti Hogyan növelik a transzformátorok a feszültséget az áram csökkentésére, megőrizve a teljes teljesítményt. Megbeszélünk néhány gyakran ismételt kérdést is.

Ismerjük az alapelvet transzformerek a teljesítmény átvitele a feszültség áramarányra való átalakításával. A teljesítmény két elektromos mennyiség – a feszültség és az áram – kombinációja. Ezért, ha növeljük a feszültséget egy transzformátorban, akkor az áramerősséget bizonyos mértékben le kell vinnünk, hogy állandó teljesítményt kapjunk. 

Hogyan növelik a transzformátorok a feszültséget az áram csökkentésére az Ohm törvényének megfelelően?

Ohm törvénye kimondja, hogy a két pont között a vezető anyagán áthaladó áram nagysága egyenesen arányos a rajtuk lévő feszültséggel. Tehát amikor a feszültség jelentősebbé válik, az áramerősséget is növelni kell. 

A transzformátorok esetében azt látjuk, hogy az áramerősség csökken a teljes teljesítmény fenntartásához, amikor a feszültség emelkedik. Tehát teljesen természetesen felmerül a kérdés: vajon a transzformátorok ellentmondanak-e Ohm törvényének? Nos, a transzformátorok összességében nem engedelmeskedhetnek Ohm törvényének. De a transzformátorok belső áramkörei természetesen engedelmeskednek Ohm törvényének. Az Ohm-törvény állítása egyetlen áramkör paramétereire érvényes. A transzformátor a teljes áramkört két részre osztja, amelyek két különböző áramkörként működnek. Tehát Ohm törvénye minden egyes áramkörre külön érvényes. Hadd fejtsünk ki többet ezzel kapcsolatban. 

Fokozatos transzformátorok: A szekunder tekercsben több menet van, mint a primer tekercsben. Tehát az Ns/Np arány nagyobb, mint 1. A transzformációs jelenség alapján azt mondhatjuk, hogy a szekunder ellenállás sokkal nagyobb, mint az elsődleges. Ez a másodlagos induktor az átviteli vezetékhez van csatlakoztatva. 

Leléptető transzformátorok: Éppen az ellenkezője játszódik le a lecsökkentő transzformátorokban. Mivel az elsődleges tekercs menetei magasabbak, mint a szekunder tekercsek, az elsődleges ellenállás hatalmas. 

Mindkét esetben láthatjuk, hogy az ellenállás értéke analóg a feszültség mértékével. Tehát teljesen nyilvánvaló, hogy az áramerősség alacsony (fokozatban) vagy magas (lelépéskor) lesz az egyensúly megtartása érdekében. Ezért elmondhatjuk, hogy Ohm törvénye tökéletesen megfelel az egyes áramkörökre. 

Hogyan növelik a transzformátorok a feszültséget, hogy csökkentsék az áramerősséget, és hogyan segítik az energiamegtakarítást? Példázzon.

Transzformátorokat alkalmaznak a veszteségek hatékony minimalizálására a nagy távolságú erőátvitel során. 

Az erőművek a megtermelt energiát távvezetékeken keresztül továbbítják az elosztórendszerekhez. Az erőművekben a feszültség növelésére emelőtranszformátort alkalmaznak. A feszültség áthalad a távvezetéken, és végül eléri az elosztórendszereket, ahol lecsökkentő transzformátor van jelen. Ennek a transzformátornak az a funkciója, hogy csökkentse a feszültséget, hogy jól működjön kisebb rendszerekben.

Bármely elosztórendszer esetében az áramerősség a terhelés mennyiségétől függ. Nyilvánvaló, hogy egy két lámpából és két ventilátorból álló rendszer sokkal kevesebb energiát fogyaszt, mint egy két lámpát, két ventilátort, egy légkondicionálót és egy hűtőszekrényt tartalmazó rendszer.

Most pedig értsük meg jobban, hogyan birkóznak meg a transzformátorok a veszteségekkel két forgatókönyv szerint.

Az első esetben az átviteli feszültség 220 volt. Tehát ha a rendszer 10 amperes áramot vesz fel, az elektromos teljesítmény, P = VI = 220 x 10 = 2200 Watt. Ha a T ellenállásax 0.5 ohm, a veszteség = I2R=102 x 0.5 = 50 watt.

A második esetben 10 kV/220 voltos transzformátort használunk a távvezetéken. Tehát ha a rendszer 10 amperes szekunder áramot vesz fel, akkor az I primer áramp= Is x Vs/Vp = 10 x 220/10000 = 0.22 amper. Ha a T ellenállásax 0.5 ohm, a veszteség = I2R = (0.22)2 x 0.5 = 0.0242 watt.

Ezért észrevesszük, hogy ha transzformátort használunk, akkor egyetlen rendszernél (50-0.0242) = 49.9758 watt teljesítményt takaríthatunk meg. Tehát a transzformátorok hihetetlenül hatékonyak energiatakarékosságként.

Hogyan növelik a transzformátorok a feszültséget az áram csökkentésére? GYIK

A transzformátorok csökkentik az áramot vagy a feszültséget?

A transzformátorok olyan elektromos eszközök, amelyek képesek csökkenteni a feszültséget vagy az áramerősséget az adott áramkör követelményei szerint. 

A transzformátorok felelősek a távvezetékek feszültségének kiegyenlítéséért vagy emeléséért, valamint az elosztórendszerek feszültségcsökkentéséért az áramellátáshoz. Nyilvánvalóan az állandó teljesítmény fenntartásához szükséges az áramszint csökkentése, amikor a fokozó transzformátort használjuk. Hasonlóképpen, a feszültség csökken a lecsökkentő transzformátorban. 

Hogyan változtatják a transzformátorok az áramot?

A transzformátorok elektromágneses eszközöknek minősülnek. Az elektromágneses indukció fogalmát használják az áram megváltoztatására.

Minden transzformátor két áramkörből áll - egy primer induktor áramkörből és egy szekunder induktor áramkörből. Amikor a primer tekercs váltóáramú feszültségnek van kitéve, akkor áram keletkezik. Ez az áram változik, és változó mágneses teret hoz létre. Most a változtatható mágneses tér elektromotoros erőt hoz létre a szekunder tekercsben. Ezt követően ez az EMF áramot generál a szekunder tekercsben, mivel a fordulatok száma mindkét tekercsben eltérő. Az áramérték vagy nő (csökkentő transzformátor), vagy csökken (fokozó transzformátor).

Mi történik az árammal, ha a feszültség csökken?

Ismeretes, hogy a lecsökkentő transzformátor növeli az áramerősséget, miközben csökkenti a feszültséget.

A lecsökkentő transzformátor lecsökkenti a szekunder induktor primer tekercsének feszültségét. A szekunder tekercs száma kisebb, mint a primer tekercs száma, ami segít a feszültség csökkentésében. De a transzformátorok elve azt mondja, hogy a teljesítménynek a folyamat során változatlannak kell maradnia. Ezért alacsonyabb feszültség esetén az áramszintnek arányosan kell növekednie. Tehát az áram emelkedik, amikor a feszültséget csökkentik.

Mekkora feszültséget képes növelni egy fokozatos transzformátor?

A fokozatos transzformátorokat úgy tervezték, hogy a primer tekercsről a szekunder tekercsre emeljék a feszültséget. Az emelkedés mértéke mindkét tekercs menetétől függ.

Illusztráljuk egy példával. Tegyük fel, hogy az elsődleges tekercsben a fordulatszám 10, a szekunder induktor pedig 100. Tehát a feszültség transzformációs arány = Ns/Np = 1/10. Ezért a primer feszültség 10-szeresére emelkedik a szekunder tekercsben. Ez az arány nem fix, transzformátoronként változik, így a megnövelt szekunder feszültség is eltérő.

A transzformátorok növelik az ellenállást?

A transzformátor egy feszültségszabályozó műszer, tehát nem foglalkozik az ellenállásokkal.

Az áramkörökben transzformátort használnak csak a feszültség szabályozására, hogy az áram sértetlen maradjon. Tehát a jelenségért felelős mennyiségek az áram és a feszültség. Ahol a feszültséget növelik, az áram csökken, és fordítva. Tehát az ellenállásokkal vagy impedanciákkal nem számolunk. Az ellenállások vagy impedanciák elsődleges hatása a transzformátorban a különféle veszteségek

Fájl: Rúdra szerelt Transformer.jpg - Wikimedia Commons
BiggeePólusra szerelt transzformátor, méret és méretek a Használat a blogomhoz, CC BY 3.0

Megfordítható a lecsökkentő transzformátor?

A lecsökkentő transzformátor óvatosan üzemeltethető, hogy úgy működjön, mint egy lépcsős transzformátor. 

A lecsökkentő transzformátort egyszerűen visszatáplálják a bemeneti és kimeneti cserével. Bár ez a módszer elfogadható ideiglenes használatra, nem szabad nagyobb összeállításokban alkalmazni. Soha ne lépjük túl a transzformátoron feltüntetett feszültséghatárt. Ellenkező esetben elektromos veszélyek léphetnek fel.