W tym artykule omówiono Jak transformatory zwiększają napięcie, aby zmniejszyć prąd?, zachowując całkowitą moc nienaruszoną. Omówimy również niektóre często zadawane pytania.
Znamy podstawową zasadę Transformatory jest przenoszenie mocy poprzez przekształcenie stosunku napięcia do prądu. Moc jest kombinacją dwóch wielkości elektrycznych – napięcia i prądu. Dlatego jeśli zwiększymy napięcie w transformatorze, musimy obniżyć prąd o pewną wartość, aby pobierać stałą moc.
Jak transformatory zwiększają napięcie, aby zmniejszyć prąd zgodnie z prawem Ohma?
Prawo Ohma stwierdza, że ilość prądu przepływającego przez materiał przewodnika między dowolnymi dwoma punktami jest wprost proporcjonalna do napięcia na nich. Tak więc, gdy napięcie staje się bardziej znaczące, prąd również musi zostać zwiększony.
W przypadku transformatorów widzimy, że prąd jest redukowany, aby utrzymać całkowitą moc, gdy napięcie rośnie. Tak więc, całkiem naturalnie, nasuwa się pytanie – czy transformatory są sprzeczne z prawem Ohma? Cóż, transformatory jako całość nie mogą przestrzegać prawa Ohma. Ale wewnętrzne obwody transformatorów są oczywiście zgodne z prawem Ohma. Stwierdzenie prawa Ohma obowiązuje dla parametrów pojedynczego obwodu. Transformator dzieli cały obwód na dwie połówki, które działają jak dwa różne obwody. Tak więc prawo Ohma sprawdza się indywidualnie dla każdego z obwodów. Wyjaśnijmy więcej w tym zakresie.
Transformatory podwyższające: W uzwojeniu wtórnym jest więcej zwojów niż w uzwojeniu pierwotnym. Tak więc stosunek Ns/Np jest większy niż 1. Zjawisko transformacji pozwala stwierdzić, że opór wtórny jest znacznie większy niż pierwotny. Ta wtórna cewka indukcyjna jest dołączona do linii przesyłowej.
Transformatory obniżające napięcie: Zupełnie odwrotny przypadek ma miejsce w transformatorach obniżających napięcie. Ponieważ zwoje uzwojenia pierwotnego są wyższe niż zwoje uzwojenia wtórnego, rezystancja pierwotna jest ogromna.
W obu przypadkach widzimy, że wartość rezystancji jest analogiczna do wielkości napięcia. Więc ewidentnie prąd będzie niski (w step-up) lub wysoki (w step-down), aby utrzymać równowagę. Dlatego możemy powiedzieć, że prawo Ohma idealnie pasuje do poszczególnych obwodów.
Jak transformatory zwiększają napięcie, aby zmniejszyć prąd i pomóc w oszczędzaniu energii? Egzemplifikować.
Transformatory służą do efektywnego minimalizowania strat podczas przesyłu energii na duże odległości.
Elektrownie przesyłają wytworzoną moc do systemów dystrybucyjnych liniami przesyłowymi. W elektrowniach zastosowano transformator podwyższający napięcie, który zwiększa napięcie. Napięcie przechodzi przez linię przesyłową i ostatecznie dociera do systemów dystrybucyjnych, w których znajduje się transformator obniżający napięcie. Funkcją tego transformatora jest obniżenie napięcia, aby działał dobrze w mniejszych systemach.
Dla każdego systemu dystrybucji prąd zależy od wielkości obciążenia. Oczywiste jest, że system składający się z dwóch świateł i dwóch wentylatorów pobierałby znacznie mniej energii niż system z dwoma światłami, dwoma wentylatorami, klimatyzatorem i lodówką.
Teraz lepiej zrozummy, jak transformatory radzą sobie ze stratami w dwóch scenariuszach.
W pierwszym przypadku napięcie transmisji wynosi 220 woltów. Jeśli więc system pobiera prąd o natężeniu 10 amperów, moc elektryczna P = VI = 220 x 10 = 2200 W. Jeżeli opór Tx wynosi 0.5 oma, strata= I2R = 102 x 0.5 = 50 watów.
W drugim przypadku na linii przesyłowej stosujemy transformator 10 kV/220 woltów. Jeśli więc system pobiera prąd wtórny 10 A, prąd pierwotny Ip= Is x Vs/Vp = 10 x 220/10000 = 0.22 amp. Jeżeli opór Tx wynosi 0.5 oma, strata= I2R = (0.22)2 x 0.5=0.0242 wat.
Dlatego zauważamy, że jeśli użyjemy transformatora, możemy zaoszczędzić (50-0.0242) = 49.9758 watów mocy tylko dla jednego systemu. Tak więc transformatory są niezwykle wydajne jako oszczędzacze energii.
Jak transformatory zwiększają napięcie, aby zmniejszyć prąd? Najczęściej zadawane pytania
Czy transformatory zmniejszają prąd lub napięcie?
Transformatory to urządzenia elektryczne zdolne do zmniejszania napięcia lub prądu zgodnie z wymaganiami konkretnego obwodu.
Transformatory odpowiadają za wyrównywanie lub podwyższanie napięcia w liniach przesyłowych oraz obniżanie napięcia w układach rozdzielczych do zasilania. Oczywiście, aby utrzymać stałą moc, konieczne jest obniżenie poziomu prądu, gdy korzystamy z transformatora podwyższającego. Podobnie napięcie jest obniżane w transformatorze obniżającym napięcie.
Jak Transformatory zmieniają prąd?
Transformatory są klasyfikowane jako urządzenia elektromagnetyczne. Wykorzystują pojęcia indukcji elektromagnetycznej do zmiany prądu.
Każdy transformator składa się z dwóch obwodów – pierwotnego obwodu indukcyjnego i wtórnego obwodu indukcyjnego. Gdy pierwotna cewka indukcyjna jest poddawana działaniu napięcia przemiennego, wytwarzany jest prąd. Ten prąd zmienia się i generuje zmienne pole magnetyczne. Teraz zmienne pole magnetyczne powoduje powstanie siły elektromotorycznej w cewce wtórnej cewki indukcyjnej. Następnie ten EMF generuje prąd w cewce wtórnej, ponieważ liczba zwojów jest różna w obu cewkach. Wartość prądu wzrasta (transformator obniżający) lub maleje (transformator podwyższający).
Co dzieje się z prądem, gdy napięcie spada?
Wiadomo, że transformator obniżający podnosi prąd, jednocześnie obniżając napięcie.
Transformator obniżający obniża napięcie z pierwotnej cewki indukcyjnej w wtórnym cewce. Liczba uzwojeń wtórnych jest mniejsza niż liczba uzwojeń pierwotnych, co pomaga w redukcji napięcia. Ale zasada transformatorów mówi, że moc musi pozostać niezmieniona przez cały proces. Dlatego przy niższym napięciu poziom prądu musi proporcjonalnie wzrosnąć. Więc prąd rośnie, gdy napięcie spada.
O ile napięcia może wzrosnąć transformator podwyższający napięcie?
Transformatory podwyższające napięcie są przeznaczone do podnoszenia napięcia z uzwojenia pierwotnego na uzwojenie wtórne. Wielkość wzniesienia zależy od zwojów obu uzwojeń.
Zilustrujmy przykładem. Załóżmy, że liczba zwojów w pierwotnej, a wtórna cewka indukcyjna wynosi odpowiednio 10 i 100. Więc stosunek transformacji napięcia = Ns/Np = 1/10. Dlatego napięcie pierwotne w uzwojeniu wtórnym wzrośnie 10 razy. Ten stosunek nie jest stały, zmienia się dla każdego transformatora, a tym samym zwiększone napięcie wtórne również jest różne.
Czy transformatory zwiększają opór?
Transformator jest przyrządem regulującym napięcie, więc nie ma do czynienia z rezystorami.
Transformator jest używany w obwodach, aby regulować napięcie, utrzymując moc w stanie nienaruszonym. Zatem wielkościami odpowiedzialnymi za to zjawisko są prąd i napięcie. Tam, gdzie napięcie wzrasta, prąd spada i odwrotnie. Tak więc nie można liczyć na rezystancje lub impedancje. Pierwotnym efektem rezystancji lub impedancji w transformatorze są różnego rodzaju straty.
Czy można odwrócić transformator obniżający napięcie?
Transformator obniżający napięcie można obsługiwać ostrożnie, aby działał jak transformator podwyższający napięcie.
Transformator obniżający napięcie jest po prostu zasilany wstecznie, zamieniając jego wejście i wyjście. Chociaż ta metoda jest akceptowalna do użytku tymczasowego, nie powinna być wdrażana w większych konfiguracjach. Nigdy nie powinniśmy przekraczać marginesu napięcia podanego w transformatorze. W przeciwnym razie mogą wystąpić zagrożenia elektryczne.
Cześć… Jestem Kaushikee Banerjee, ukończyłem studia magisterskie z elektroniki i komunikacji. Jestem entuzjastą elektroniki i obecnie zajmuję się dziedziną elektroniki i komunikacji. Moją pasją jest poznawanie najnowocześniejszych technologii. Jestem entuzjastycznym uczniem i majstruję przy elektronice typu open source.