Muuntajat ja sähköenergia – ongelmat ja ratkaisut
1. Ideaalisen muuntajan ensiökäämi on kytketty jännitelähteeseen ja toisiokäämi on kytketty lamppuun alla olevan kuvan mukaisesti.
A. Lamppu himmenee, jos ensisijaisia silmukoita vähennetään
B. Lamppu on kirkkaampi, jos toissijaisia silmukoita lisätään
C. Lamppu himmenee, jos ensiöjännitettä nostetaan
D. Lamppu on kevyempi, jos ensiösilmukoita pienennetään
E. Valo on sama, jos silmukoita vaihdetaan
Ratkaisu
Käämisilmukoiden lukumäärän muutos vaikuttaa vain muuntajan tyyppiin . Jos ensiösilmukoita vähennetään niin, että toisiosilmukoita on enemmän, muuntajasta tulee jännitteennostomuuntaja, joka nostaa jännitettä. Samoin, kun käämisilmukat kytketään niin, että toisiokäämisilmukoita on vähemmän, muuntajasta tulee jännitettä laskeva muuntaja, joka alentaa jännitettä.
Muista, että kun jännite kasvaa, sähkövirran voimakkuus pienenee, jolloin sähköteho pysyy vakiona (P = VI). Sähköteho on sähköenergian muutos tietyssä ajassa. Kun ottoteho on yhtä suuri kuin lähtöteho, myös kulutetun energian määrä on sama.
Kirkas tai himmeä valo liittyy suureen tai ainakin suureen sähköenergiaan, joka muuttuu valoenergiaksi. Jos paljon sähköenergiaa muuttuu valoenergiaksi, kyseessä on kirkas valo. Jos taas vähän sähköenergiaa muuttuu valoenergiaksi, valo on himmeä. Sähköteho on vakio, ja myös sähköenergia on vakio, joten valo on sama.
Oikea vastaus on E.
2. Alla oleva kuva kuvaa ihanteellista muuntajaa. Ensiökäämi on kytketty jännitelähteeseen ja toisiokäämi on kytketty lamppuun (L). Tällöin lampun tila on…
A. Normaali kirkkaus, kun ensisijaisia silmukoita muutetaan
B. Himmenee, kun ensiöjännite kasvaa
C. Kirkas, kun toissijaisia silmukoita lisätään
D. Himmenee, kun toissijaisia silmukoita lisätään
E. Kirkkaampi, kun ensisijaiset silmukat ovat pienentyneet
ratkaisu:
Tuloteho = P = VI = (200 volttia)(2 ampeeria) = 400 wattia = Lähtöteho
Muuntaja ainoastaan pienentää jännitettä, mutta ei sähkötehoa. Sähköteho pidetään vakiona, joten kun sähköjännite pienenee, sähkövirta kasvaa (P = VI). Syöttöteho on sama kuin lähtöteho, joten tietyn aikavälin aikana käytetty sähköenergia on myös sama. Näin ollen valo on normaalia eli muuttumatonta.
Oikea vastaus on A.
3.
Toisiokäämi on kytketty lamppuun, kun taas ensiökäämi on kytketty jännitelähteeseen. Lamppu syttyy...
A. kirkkaampi, jos ensiösilmukoiden määrää lisätään
B. kirkkaampi, jos toissijaisten silmukoiden määrää lisätään
C. kirkkaampi, jos toisiosilmukoiden lukumäärä on yhtä suuri kuin ensisijaisten
D. himmenee, kun ensiöjännitettä nostetaan
E. himmenee, kun ensiöjännitettä ja toisiopiirien määrää lisätään
Ratkaisu
Oikeaa vastausta ei ole
