Повишаващи и понижаващи трансформатори – проблеми и решения

Повишаващи и понижаващи трансформатори – проблеми и решения

1. Трансформаторът има първична намотка и вторична намотка с броя на намотките 500 и 5000. Входното напрежение е 220 V. Какво е изходното напрежение?

Известни:

Първична намотка (N _P ) = 500 намотки

Вторична намотка (Nₙs ₎ = 5000 намотки

Първично напрежение (V _P ) = 220 волта

Желано: Вторично напрежение (V _S )

решение:

V _s / N _s = V _p / N _p

Vs _/ 5000 = 220 / 500

Vs _/ 5000 = 0.44

Vs = (0.44)(5000 ₎

Vs = 2200 _волта

2. Трансформаторът има първична намотка с 1200 намотки и вторична намотка с 1000 намотки. Ако токът в първичната намотка е 4 ампера, тогава какъв е токът във вторичната намотка?

Известни:

Първична намотка (N _P ) = 1200 намотки

Вторична намотка (N _S ) = 1000 намотки

Токът в първичната намотка (I _P ) = 4 ампера

Търси се: Токът във вторичната намотка ( _IS )

решение:

I _S / I _P = N _P / N _S

Токът във вторичната намотка:

IS / ₄ = 1200/1000

IS / ₄ = 1.2

IS = 1.2 (4 ₎

I _S = 4.8 ампера

3. Вторичното напрежение е 220 волта, а първичното напрежение е 110 волта, тогава сравнението на вторичната и първичната намотка е…

Известни:

Вторично напрежение (V _S ) = 220 волта

Първично напрежение (V _P ) = 110 волта

Търси се: Н _С / Н _П

решение:

V _S /V _P = N _S /N _P

220/110 = N _S / N _P

22/11 = N _S / N _P

2/1 = N _S / N _P

12/6 = N _S / N _P

4. Въз основа на фигурата по-долу, какво е първичното напрежение на трансформатора.

Известни:

Вторично напрежение (V _S ) = 24 волта

Първични контури (N _P или N ₁ ) = 11 N

Вторични контури ( _{NS или} N2 ) = ₁ N = N

Желано: Първично напрежение (V _P )

решение:

V _s / N _s = V _p / N _p

24 / N = Vp _/ 11 N

24 / 1 = V _p / 11

24 = V _p / 11

V _p = (24)(11)

V _p = 264 волта

5. Въз основа на фигурата по-долу, какво е входното напрежение на трансформатора.

Известни:

Първична намотка (N1 ₎ = 21 N

Вторична намотка ( _N² ) = 3 N

Вторично напрежение (V² ₎ = 20 волта

Желано: Първично напрежение (V ₁ )

решение:

V² / _N² = _V¹ / _N¹​

20 / 3 N = V ₁ / 21 N

20 / 1 = V ₁ / 7

20 = V ₁ / 7

V1 = (7)(20 ₎

V1 = 140 _волта

6. Според фигурата по-долу, какъв е броят на вторичните намотки на трансформатора?

Известни:

Първично напрежение (V _P ) = 220 волта

Първични бримки (N _P ) = 200 бримки

Вторично напрежение (V _S ) = 1100 волта

Търси се: Вторични контури (N _S )

решение:

V _s / N _s = V _p / N _p

1100 волта / N⋅s ₌ 220 волта / 200 контура

1100 / N⋅s ₌ 220 / 200

1100 / N⋅s ₌ 1.1

N _s = 1100 / 1.1

N _s = 1000 бримки

7. Според фигурата по-долу, какъв е броят на вторичните намотки на трансформатора?

Известни:

Първично напрежение (V _P ) = 220 волта

Първични бримки (N _P ) = 200 бримки

Вторично напрежение (V _S ) = 1100 волта

Търси се: Вторични контури (N _S )

решение:

V _s / N _s = V _p / N _p

1100 / N _S = 220 / 200

1100 / N _S = 22 / 20

1100 / N _S = 1.1

N _S = 1100 / 1.1

N _S = 1000

8.

Трансформатор	Np	Ns	Vp	Vs	Ip	Is
1	1000		120	12	0.4	2
2	80	8	20	2		2.5

Въз основа на горната таблица, ако ефективността на двата трансформатора е еднаква, 50%, определете _N₂s и _I₂p.

решение:

Уравнението на ефективността на трансформатора:

Изчислете N _s на трансформатора 1:

Изчислете I _p на трансформатора 2:

9.

Въз основа на фигурата по-горе, кое от следните твърдения за фигурата по-горе е правилно.

A. Фигура 1 е повишаващ трансформатор, а фигура 2 е понижаващ трансформатор

Б. Фигура 1 е понижаващ трансформатор, а фигура 2 е повишаващ трансформатор

C. Фигури 1 и 2 показват понижаващ трансформатор

Г. Фигури 1 и 2 показват повишаващ трансформатор

Решение

Повишаващият трансформатор служи за повишаване на електрическото напрежение, докато понижаващият трансформатор - за намаляване на електрическото напрежение. На Фигура 1 първичното напрежение е по-голямо от вторичното напрежение (20 волта > 5 волта), така че Фигура 1 е понижаващ трансформатор. На Фигура 2 първичното напрежение е по-малко от второто напрежение (5 волта < 40 волта), така че Фигура 2 е повишаващ трансформатор.

Правилният отговор е Б.

10.

Ако първичната намотка има 800 намотки, тогава определете вторичната намотка.

Известни:

Първични бримки = N _p = 800 бримки

Първично напрежение = V _P = 220 волта

Вторично напрежение = V _S = 55 волта

Търси се: Вторични контури (N _S )

решение:

V _s / N _s = V _p / N _p

55 / N⋅s ₌ 220 / 800

55 / N⋅s ₌ 22 / 80

N _S = (80)(55) / 22

N _S = 4400 / 22

N _S = 200 бримки

11.

Правилното твърдение за трансформаторите P и Q е...

A. P е понижаващ трансформатор, защото I _s < I _p

B. P е повишаващ трансформатор, защото V _p < V _s

C. Q е повишаващ трансформатор, защото V _p > V _s

D. Q е повишаващ трансформатор, защото I _s > I _p

Решение

P е повишаващ трансформатор, защото първичното напрежение (V _p = 110 V) < вторичното напрежение (V _s = 200 V).

Q е понижаващ трансформатор, защото първичното напрежение (V _p = 220 V) > вторичното напрежение (V _s = 110 V).

Правилният отговор е Б.

1. Каква е основната функция на трансформатора?
   • ОтговорОсновната функция на трансформатора е да променя напрежението на източник на променлив ток (AC). Това се постига чрез увеличаване (повишаване) или намаляване (понижаване) на напрежението в зависимост от нуждите на приложението.
2. По какво се различават повишаващите и понижаващите трансформатори по своята функция?
   • ОтговорПовишаващият трансформатор увеличава напрежението от първичната към вторичната намотка, докато понижаващият трансформатор намалява напрежението от първичната към вторичната намотка.
3. Каква е връзката между броя навивки в първичната и вторичната намотка на трансформатора и неговата трансформация на напрежението?
   • ОтговорКоефициентът на трансформация на напрежението е право пропорционален на коефициента на навивките. Ако вторичната намотка има повече навивки от първичната, това е повишаващ трансформатор и обратно. Напрежението във всяка намотка е пропорционално на броя навивки в тази намотка.
4. Защо е необходимо да се повишава напрежението за предаване на електрическа енергия на дълги разстояния?
   • ОтговорПовишаването на напрежението намалява тока за дадена мощност, което от своя страна намалява резистивните загуби на мощност в преносните линии. По-ниският ток също така означава, че могат да се използват по-тънки проводници, които са по-евтини и по-лесни за управление.
5. Защо домовете обикновено получават електричество с много по-ниско напрежение от това, използвано за пренос?
   • ОтговорПо-високите напрежения, макар и ефективни за пренос, са опасни за битови нужди. Поради това, преди електрическата енергия да влезе в домовете, се използват понижаващи трансформатори, за да се намали напрежението до по-безопасни нива за домакинските уреди и електрониката.
6. Губи ли се енергия, когато електричеството се трансформира от едно напрежение в друго в трансформатор?
   • ОтговорИдеалните трансформатори не биха имали загуби на енергия, но реалните трансформатори имат загуби. Тези загуби се дължат главно на резистивно нагряване в намотките и магнитни загуби в сърцевината. Трансформаторите обаче обикновено са много ефективни, често над 90-95%.
7. Какво е значението на материала на сърцевината на трансформатора?
   • ОтговорМатериалът на сърцевината играе важна роля за ефективността и функцията на трансформатора. Обикновено е изработена от желязо или ферит, което помага за насочване на магнитния поток между първичната и вторичната намотка. Свойствата на материала на сърцевината влияят върху ефективността на трансформатора, магнитните загуби и способността му да пренася магнитния поток, без да се насища.
8. Могат ли трансформаторите да работят с постоянен ток (DC)?
   • ОтговорНе, трансформаторите изискват променящ се магнитен поток, за да индуцират напрежение, което се осигурява от променлив ток (AC). При постоянен ток (DC), след като токът се стабилизира, няма променящ се поток и следователно не се индуцира напрежение във вторичната намотка.
9. Защо може да се използва понижаващ трансформатор в електронни устройства като зарядни устройства?
   • ОтговорМного електронни устройства работят на по-ниско напрежение от стандартното битово захранване. Понижаващ трансформатор в зарядно устройство или адаптер намалява напрежението до ниво, подходящо за устройството, като гарантира, че то работи безопасно и ефективно.
10. Как промените в натоварването (като например използването на повече или по-малко уреди) влияят на изходното напрежение на трансформатора?

• ОтговорВ идеален трансформатор промените в натоварването не биха повлияли на изходното напрежение. В реални трансформатори обаче, поради вътрешни съпротивления и реактивни съпротивления, изходното напрежение може леко да спадне при условия на високо натоварване и леко да се повиши при условия на ниско натоварване.