Transformadors elevadors i reductors: problemes i solucions
1. La transformador té una bobina primària i una bobina secundària amb un nombre de bucles de 500 i 5000. Entrada voltatge és de 220 V. Quin és el voltatge de sortida?
Conegut:
Bobina primària (NP) = 500 bucles
Bobina secundària (Ns) = 5000 bucles
Tensió primària (VP) = 220 volts
Es busca: Tensió secundària (VS)
Solució:
Vs / Ns = Vp / Np
Vs / 5000 = 220 / 500
Vs / 5000 = 0.44
Vs = (0.44)(5000)
Vs = 2200 volts
2. Un transformador té una bobina primària amb 1200 bucles i una bobina secundària amb 1000 bucles. Si el corrent a la bobina primària és de 4 amperes, quin és el corrent a la bobina secundària?
Conegut:
Bobina primària (NP) = 1200 bucles
Bobina secundària (NS) = 1000 bucles
El corrent a la bobina primària (IP) = 4 amperes
Volia: El corrent a la bobina secundària (IS)
Solució:
IS/IP = NP/NS
El corrent a la bobina secundària:
IS/4 = 1200/1000
IS/ 4 = 1.2
IS = 1.2 (4)
IS = 4.8 amperes
3. El voltatge secundari és de 220 volts i el voltatge primari és de 110 volts, aleshores una comparació de la bobina secundària i la bobina primària és...
Conegut:
Tensió secundària (VS) = 220 volts
Tensió primària (VP) = 110 volts
Es busca: NS/NP
Solució:
VS/VP = NS/NP
220/110 = NS/NP
22/11 = NS/NP
2/1 = NS/NP
12/6 = NS/NP
4. Segons la figura següent, quin és el voltatge primari del transformador?
Conegut:
Tensió secundària (VS) = 24 volts
Bucles primaris (NP o N1) = 11 N
Bucles secundaris (NS o N2) = 1 N = N
Es busca: Tensió primària (VP)
Solució:
Vs / Ns = Vp / Np
24 / N = Vp / 11 N
24 / 1 = Vp / 11
24 = Vp / 11
Vp = (24)(11)
Vp = 264 volts
5. Segons la figura següent, quin és el voltatge d'entrada del transformador.
Conegut:
Bobina primària (N1) = 21 N
Bobina secundària (N2) = 3 N
Tensió secundària (V2) = 20 volts
Es busca: Tensió primària (V1)
Solució:
V2 / N2 = V1 / N1
20 / 3 N = V1 / 21 N
20 / 1 = V1 / 7
20 = V1 / 7
V1 = (7)(20)
V1 = 140 volts
6. Segons la figura següent, quina és la quantitat de bucles secundaris del transformador?
Conegut:
Tensió primària (VP) = 220 volts
Bucles primaris (NP) = 200 bucles
Tensió secundària (VS) = 1100 volts
Es busca: Bucles secundaris (NS)
Solució:
Vs / Ns = Vp / Np
1100 volts / Ns = 220 volts / 200 bucles
1100 / Ns = 220/200
1100 / Ns = 1.1
Ns = 1100/1.1
Ns = 1000 bucles
7. Segons la figura següent, quina és la quantitat de bucles secundaris del transformador?
Conegut:
Tensió primària (VP) = 220 volts
Bucles primaris (NP) = 200 bucles
Tensió secundària (VS) = 1100 volts
Es busca: Bucles secundaris (NS)
Solució:
Vs / Ns = Vp / Np
1100 / NS = 220/200
1100 / NS = 22/20
1100 / NS = 1.1
NS = 1100/1.1
NS = 1000
8.
| transformador | Np | Ns | Vp | Vs | Ip | Is |
| 1 | 1000 | 120 | 12 | 0.4 | 2 | |
| 2 | 80 | 8 | 20 | 2 | 2.5 |
Segons la taula anterior, si l'eficiència dels dos transformadors és la mateixa, 50%, determineu Ns i jop.
Solució:
L'equació de l'eficiència d'un transformador:
Calcula Ns dels transformadors 1:
Calcula Ip dels transformadors 2:
9.
Segons la figura anterior, quina de les següents afirmacions sobre la figura anterior és correcta?
A. La figura 1 és un transformador elevador i la figura 2 és un transformador reductor.
B. La figura 1 és un transformador reductor i la figura 2 és un transformador elevador.
C. Les figures 1 i 2 són un transformador reductor
D. Les figures 1 i 2 són un transformador elevador de tensió
Solució
El transformador elevador serveix per augmentar el voltatge elèctric mentre que el transformador reductor el redueix. A la Figura 1, el voltatge primari és més gran que el voltatge secundari (20 Volts > 5 Volts), de manera que la Figura 1 és un transformador reductor. A la Figura 2, el voltatge primari és més petit que el segon voltatge (5 Volts < 40 Volts), de manera que la Figura 2 és un transformador elevador.
La resposta correcta és B.
10.
Si la bobina primària té 800 bucles, determineu la bobina secundària.
Conegut:
Bucles primaris = Np = 800 bucles
Tensió primària = VP = 220 volts
Tensió secundària = VS = 55 volts
Es busca: Bucles secundaris (NS)
Solució:
Vs / Ns = Vp / Np
55 / Ns = 220/800
55 / Ns = 22/80
NS = (80)(55) / 22
NS = 4400/22
NS = 200 bucles
11.
L'afirmació correcta sobre els transformadors P i Q és...
A. P és un transformador reductor a causa d'Is < Ip
B. P és un transformador elevador de tensió a causa de Vp < Vs
C. Q és un transformador elevador de tensió a causa de Vp > Vs
D. Q és un transformador elevador perquè jos > Jop
Solució
P és un transformador elevador perquè la tensió primària (Vp = 110 V) < tensió secundària (Vs = 200 V).
Q és un transformador reductor perquè la tensió primària (Vp = 220 V) > tensió secundària (Vs = 110 V).
La resposta correcta és B.
- Quina és la funció principal d'un transformador?
- RespondreLa funció principal d'un transformador és canviar el voltatge d'una font d'alimentació elèctrica de corrent altern (CA). Això es fa augmentant (augmentant) o disminuint (reduint) el voltatge segons les necessitats de l'aplicació.
- En què difereixen els transformadors elevadors i reductors en la seva funció?
- RespondreUn transformador elevador augmenta el voltatge de la bobina primària a la secundària, mentre que un transformador reductor disminueix el voltatge de la bobina primària a la secundària.
- Quina és la relació entre el nombre d'espires de les bobines primària i secundària d'un transformador i la seva transformació de voltatge?
- RespondreLa relació de transformació de voltatge és directament proporcional a la relació d'espires. Si la bobina secundària té més espires que la bobina primària, és un transformador elevador, i viceversa. El voltatge a cada bobina és proporcional al nombre d'espires d'aquesta bobina.
- Per què cal augmentar el voltatge per transmetre energia elèctrica a llargues distàncies?
- RespondreAugmentar el voltatge redueix el corrent per a una potència determinada, cosa que al seu torn redueix les pèrdues de potència resistiva a les línies de transmissió. Un corrent més baix també significa que es poden utilitzar cables més prims, que són més econòmics i fàcils de gestionar.
- Per què les llars solen rebre electricitat a un voltatge molt més baix que el que s'utilitza per a la transmissió?
- RespondreEls voltatges més alts, tot i ser eficients per a la transmissió, són perillosos per a l'ús domèstic. Per tant, abans que l'energia elèctrica entri a les llars, s'utilitzen transformadors reductors per reduir el voltatge a nivells més segurs per als electrodomèstics i els dispositius electrònics.
- Es perd energia quan l'electricitat es transforma d'un voltatge a un altre en un transformador?
- RespondreEls transformadors ideals no tindrien pèrdues d'energia, però els transformadors reals sí que en tenen. Aquestes pèrdues es deuen principalment a l'escalfament resistiu de les bobines i a les pèrdues magnètiques del nucli. Tanmateix, els transformadors generalment són molt eficients, sovint per sobre del 90-95%.
- Quina és la importància del material del nucli del transformador?
- RespondreEl material del nucli juga un paper important en l'eficiència i la funció del transformador. Normalment està fet de ferro o ferrita, que ajuda a guiar el flux magnètic entre les bobines primària i secundària. Les propietats del material del nucli afecten l'eficiència del transformador, les pèrdues magnètiques i la capacitat de transportar el flux sense saturar-se.
- Poden els transformadors funcionar amb corrent continu (CC)?
- RespondreNo, els transformadors requereixen un flux magnètic canviant per induir voltatge, que és proporcionat pel corrent altern (CA). Amb el corrent continu (CC), un cop el corrent s'estabilitza, no hi ha flux canviant i, per tant, no s'indueix cap voltatge a la bobina secundària.
- Per què es podria utilitzar un transformador reductor en dispositius electrònics com els carregadors?
- RespondreMolts dispositius electrònics funcionen a voltatges més baixos que el subministrament domèstic estàndard. Un transformador reductor en un carregador o adaptador redueix el voltatge a un nivell adequat per al dispositiu, garantint que funcioni de manera segura i eficient.
- Com afecten els canvis de càrrega (com ara utilitzar més o menys electrodomèstics) la tensió de sortida d'un transformador?
- RespondreEn un transformador ideal, els canvis de càrrega no afectarien la tensió de sortida. Tanmateix, en els transformadors reals, a causa de les resistències i reactàncies internes, la tensió de sortida pot disminuir lleugerament en condicions de càrrega elevada i augmentar lleugerament en condicions de càrrega baixa.
