Transformadoreari buruzko eztabaida-galderen adibidea
Pendahuluan
Transformadorea sistema elektriko bateko osagai gakoa da, tentsio maila aldatzeko erabiltzen dena. Gailu hau ezinbestekoa da energia elektrikoaren transmisio eta banaketarako, zentral elektrikoetatik kontsumitzaileetara doan fluxu eraginkorra bermatuz. Artikulu honetan, transformadoreen arazoen hainbat adibide aztertuko ditugu, eta horrek ikasleei transformadoreen oinarrizko kontzeptuak eta aplikazio praktikoak ulertzen lagunduko die, espero dugu.
Transformadorearen funtzionamendu-printzipioa
Hitz gutxitan esanda, transformadore batek bi hari elektriko bobina ditu, lehen eta bigarren mailako bobinak deiturikoak, eremu magnetiko bat sortzen duen burdinazko nukleo baten inguruan bilduta. Lehen mailako bobinak sarrerako tentsioa jasotzen du, eta bigarren mailako bobinak irteerako tentsioa sortzen du. Korronte alternoa lehen mailako bobinatik igarotzen denean, eremu magnetiko bat sortzen da bobinaren inguruan, eta horrek korronte induzitu bat eragiten du bigarren mailako bobinan. Lehen eta bigarren mailako bobinaren arteko bira kopuruaren arteko erlazioak zehazten du tentsio aldaketaren erlazioa.
Transformadoreetan erabiltzen den oinarrizko formula hau da:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
non \( V_p \) lehen mailako bobinaren tentsioa den, \( V_s \) bigarren mailako bobinaren tentsioa, \( N_p \) lehen mailako bobinaren bira kopurua, eta \( N_s \) bigarren mailako bobinaren bira kopurua.
1. galderaren adibidea
Galdera:
Transformadore batek 500 bira ditu lehen mailako harilkatzean eta 100 bira bigarren mailako harilkatzean. Sarrerako (lehen mailako) tentsioa 220V bada, kalkulatu transformadorearen irteerako (bigarren mailako) tentsioa.
Eztabaida:
Oinarrizko transformadorearen formula erabiliz:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
Balio ezagunak ordezkatzen ditugu:
\[ \frac{220}{V_s} = \frac{500}{100} \]
Bira kopuruaren konparaketa sinplifikatuz:
\[ \frac{220}{V_s} = 5 \]
\(V_s\) aurkitzeko, biderketa gurutzatua egiten dugu:
\[ V_s = \frac{220}{5} \]
\[ V_s = 44V \]
Beraz, transformadorearen irteerako (bigarren mailako) tentsioa 44V da.
2. galderaren adibidea
Galdera:
Transformadore igotzaile batek 1:4ko lehen eta bigarren mailako harilkatze erlazioa du. Sarrerako tentsioa 110V bada, zein da bigarren mailako harilkatze irteerako tentsioa?
Eztabaida:
Oinarrizko transformadorearen formula erabiliz:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
Jakina da lehen eta bigarren mailako biraketen arteko erlazioa 1:4 dela, eta horrek esan nahi du:
\[ \frac{N_p}{N_s} = \frac{1}{4} \]
(V_p = 110V) erabiltzen denean:
\[ \frac{110}{V_s} = \frac{1}{4} \]
\(V_s\) aurkitzeko, biderketa gurutzatua egiten dugu:
\[ V_s = 110 \times 4 \]
\[ V_s = 440V \]
Beraz, bigarren mailako harilkatzean irteerako tentsioa 440V da.
3. galderaren adibidea
Galdera:
Transformadore erreduktore bat erabiltzen da tentsioa 240V-tik 24V-ra jaisteko. Lehen mailako bobinak 600 bira baditu, zenbat bira ditu bigarren mailako bobinak?
Eztabaida:
Oinarrizko transformadorearen formula erabiliz:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
\( V_p = 240V \), \( V_s = 24V \) eta \( N_p = 600 \) bira emanda:
\[ \frac{240}{24} = \frac{600}{N_s} \]
Tentsioaren konparaketa sinplifikatzea:
\[ 10 = \frac{600}{N_s} \]
\(N_s\) aurkitzeko, biderketa gurutzatua egiten dugu:
\[ N_s = \frac{600}{10} \]
\[ N_s = 60 \]
Beraz, bigarren mailako harilkatzearen bira kopurua 60 bira da.
4. galderaren adibidea
Galdera:
Transformadore batek 100V-ko sarrera-tentsioa (lehen mailakoa) eta 400V-ko irteera-tentsioa (bigarren mailakoa) ditu. Bigarren mailako harilkatzean 2A-ko korrontea bada, zein da lehen mailako harilkatzean dagoen korrontea?
Eztabaida:
Potentziaren kontserbazioaren printzipioa erabil dezakegu transformadore ideal batean, non sarrerako potentzia irteerako potentziaren berdina den:
\[ P_p = P_s \]
\[ V_p \times I_p = V_s \times I_s \]
(V_p = 100V), (V_s = 400V) eta (I_s = 2A) direnean:
[100 × I_p = 400 × 2]
\[100 × Ip = 800\]
\(I_p\) aurkitzeko, zatitzen dugu:
\[I_p = \frac{800}{100} \]
\[I_p = 8A\]
Beraz, lehen mailako harilkatzean dagoen korrontea 8A da.
5. galderaren adibidea
Galdera:
Transformadore igotzaile batek tentsioa handitzen du lehen mailako harilkatzean 120V-tik bigarren mailako harilkatzean 480V-ra. Lehen mailako harilkatzean 300 bira bada, zenbat bira daude bigarren mailako harilkatzean?
Eztabaida:
Oinarrizko transformadorearen formula erabiliz:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
\( V_p = 120V \), \( V_s = 480V \) eta \( N_p = 300 \) bira emanda:
\[ \frac{120}{480} = \frac{300}{N_s} \]
Tentsioaren konparaketa sinplifikatzea:
\[ \frac{1}{4} = \frac{300}{N_s} \]
\(N_s\) aurkitzeko, biderketa gurutzatua egiten dugu:
\[ N_s = 300 \times 4 \]
\[ N_s = 1200 \]
Beraz, bigarren mailako harilkatzearen bira kopurua 1200 bira da.
Itxiera
Transformadoreak funtsezko gailuak dira sistema elektrikoetan, tentsio mailak eraldatzen baitituzte transmisio eta banaketa eraginkorragoak lortzeko. Azaldutako adibideak ulertuz, transformadoreen funtzionamenduari buruzko gure ulermena hobetzea eta oinarrizko kontzeptuak transformadoreekin lotutako kalkuluetan nola aplikatu hobetzea espero dugu. Ulermen honek harilkatze eta tentsio aldaketek sistema elektrikoetan dituzten ondorioak hobeto ulertzen lagunduko digu.
