Izmenična napetost fb
 

Transformator




Friderika Lavrič, avtor/ica gradiva, nudi inštrukcije fizike v naslednjih krajih: Ljubljana.

Skype Učitelj/ica omogoča inštrukcije tudi prek Skypa.


Transformator je naprava, ki spreminja velikost izmenične napetosti in toka.


Ima dve navitji z različnima številoma navojev: primarno in sekundarno navitje. Navitji sta povezani preko železnega jedra tako, da sta magnetna pretoka na primarni in sekundarni strani enaka. Približno enaki sta tudi moči na primarni in sekundarni strani.


Na primarno navitje priključimo primarno napetost , na sekundarni strani dobimo sekundarno napetost .


Transformator



Napetostni transformator



Izmenični tok povzroča spremembo magnetnega pretoka na primarni strani. Velja Faradayev zakon indukcije:




Magnetno polje se nahaja praktično samo v železnem jedru, ki oklepa primarno in sekundarno stran transformatorja. Smatrajmo, da ni sipanja magnetnega polja. Sprememba magnetnega pretoka na primarni strani se prenaša na sekundarno stran.


Zaradi spreminjanja magnetnega pretoka se na sekundarni strani inducira napetost:




Upoštevali smo, da sta magnetna pretoka enaka. Sedaj lahko enačbi med seboj delimo in dobimo:




Napetost se transformira v sorazmerju s številom ovojev.



Pretvorba moči - izkoristek transformatorja



Izkoristek prenosa električne energije odnosno moči je na napravah dokaj visok, nekje med 92% za transformatorje nizkih moči in 98% za energetske transformatorje visokih moči.


Na izkoristek vplivajo:

  • Segrevanje železnega jedra. Tudi v jedru se lahko inducira napetost, ki požene kratkostični tok v obliki koncentričnih krogov (vrtinčni tokovi) v ravnini, ki je pravokotna na silnice magnetnega polja. Zmanjšamo jih tako, da namesto kompaktnega železnega jedra uporabimo jedro iz tankih plasti - lamel, ki so med sabo električno izolirane.

  • Ohmska upornost navitij transformatorja. To je upor električnega vodnika, npr. bakrene žice, ki jo navijemo na primarno in sekundarno stran transformatorja.

  • Sipanje magnetnega polja - magnetni pretok na sekundarni strani ni popolnoma enak pretoku na primarni strani.


V veliko primerih bomo predpostavili, da je izkoristek 100%, torej da se celotna moč prenese iz vhoda na izhod transformatorja.


Tokovni transformator



Sedaj upoštevajmo enakost moči na primarni in sekundarni strani:





Tok se transformira v v obratnem sorazmerju s številom ovojev.




glavni avtor in urednik gradiva: Satcitananda podjetje za proizvodnjo, trgovino in izobraževanje d.o.o., Ljubljana