Povečevalni in zniževalni transformatorji – težave in rešitve
1. transformator ima primarno in sekundarno tuljavo s številom zank 500 in 5000. Vhod Napetost je 220 V. Kakšna je izhodna napetost?
Znano:
Primarna tuljava (NP) = 500 zank
Sekundarna tuljava (Ns) = 5000 zank
Primarna napetost (VP) = 220 voltov
Išče se: Sekundarna napetost (VS)
Rešitev:
Vs / Ns = Vp / Np
Vs / 5000 = 220 / 500
Vs / 5000 = 0.44
Vs = (0.44)(5000)
Vs = 2200 voltov
2. Transformator ima primarno tuljavo z 1200 zankami in sekundarno tuljavo s 1000 zankami. Če je tok v primarni tuljavi 4 ampere, kolikšen je tok v sekundarni tuljavi?
Znano:
Primarna tuljava (NP) = 1200 zank
Sekundarna tuljava (NS) = 1000 zank
Tok v primarni tuljavi (IP) = 4 amperov
Zaželeno: Tok v sekundarni tuljavi (IS)
Rešitev:
IS/IP = NP/NS
Tok v sekundarni tuljavi:
IS/4 = 1200/1000
IS/ 4 = 1.2
IS = 1.2 (4)
IS = 4.8 ampera
3. Sekundarna napetost je 220 voltov, primarna napetost pa 110 voltov, zato je primerjava sekundarne in primarne tuljave ...
Znano:
Sekundarna napetost (VS) = 220 voltov
Primarna napetost (VP) = 110 voltov
Išče se: NS/NP
Rešitev:
VS/VP = NS/NP
220/110 = NS/NP
22/11 = NS/NP
2/1 = NS/NP
12/6 = NS/NP
4. Na podlagi spodnje slike določite primarno napetost transformatorja.
Znano:
Sekundarna napetost (VS) = 24 voltov
Primarne zanke (NP ali N1) = 11 N
Sekundarne zanke (NS ali N2) = 1 N = N
Išče se: Primarna napetost (VP)
Rešitev:
Vs / Ns = Vp / Np
24 / N = Vp / 11 S
24 / 1 = Vp / 11
24 = Vp / 11
Vp = (24)(11)
Vp = 264 voltov
5. Na podlagi spodnje slike določite vhodno napetost transformator.
Znano:
Primarna tuljava (N1) = 21 N
Sekundarna tuljava (N2) = 3 N
Sekundarna napetost (V2) = 20 voltov
Išče se: Primarna napetost (V1)
Rešitev:
V2 / N2 = V1 / N1
20 / 3 N = V1 / 21 S
20 / 1 = V1 / 7
20 = V1 / 7
V1 = (7)(20)
V1 = 140 voltov
6. Glede na spodnjo sliko, kolikšno je število sekundarnih zank transformatorja?
Znano:
Primarna napetost (VP) = 220 voltov
Primarne zanke (NP) = 200 zank
Sekundarna napetost (VS) = 1100 voltov
Išče se: Sekundarne zanke (NS)
Rešitev:
Vs / Ns = Vp / Np
1100 voltov / Ns = 220 voltov / 200 zank
1100 / Ss = 220/200
1100 / Ss = 1.1
Ns = 1100/1.1
Ns = 1000 zank
7. Glede na spodnjo sliko, kolikšno je število sekundarnih zank transformatorja?
Znano:
Primarna napetost (VP) = 220 voltov
Primarne zanke (NP) = 200 zank
Sekundarna napetost (VS) = 1100 voltov
Išče se: Sekundarne zanke (NS)
Rešitev:
Vs / Ns = Vp / Np
1100 / SS = 220/200
1100 / SS = 22/20
1100 / SS = 1.1
NS = 1100/1.1
NS = 1000
8.
| Transformer | Np | Ns | Vp | Vs | Ip | Is |
| 1 | 1000 | 120 | 12 | 0.4 | 2 | |
| 2 | 80 | 8 | 20 | 2 | 2.5 |
Na podlagi zgornje tabele, če je izkoristek obeh transformatorjev enak, 50 %, določite Ns in jazp.
Rešitev:
Enačba izkoristka transformatorja:
Izračunaj Ns transformatorjev 1:
Izračunaj Ip transformatorjev 2:
9.
Glede na zgornjo sliko, katera od naslednjih trditev o zgornji sliki je pravilna.
A. Slika 1 je zvečevalni transformator, slika 2 pa zvečevalni transformator.
B. Slika 1 je znižujoči transformator, slika 2 pa zvišujoči transformator.
C. Sliki 1 in 2 prikazujeta zniževalni transformator
D. Sliki 1 in 2 prikazujeta zvečevalni transformator
Rešitev
Zvišalni transformator služi za zvišanje električne napetosti, znižalni transformator pa za njeno zmanjšanje. Na sliki 1 je primarna napetost večja od sekundarne napetosti (20 voltov > 5 voltov), zato je slika 1 znižalni transformator. Na sliki 2 je primarna napetost manjša od druge napetosti (5 voltov < 40 voltov), zato je slika 2 zvišalni transformator.
Pravilen odgovor je B.
10.
Če ima primarna tuljava 800 zank, potem določite sekundarno tuljavo.
Znano:
Primarne zanke = Np = 800 zank
Primarna napetost = VP = 220 voltov
Sekundarna napetost = VS = 55 voltov
Išče se: Sekundarne zanke (NS)
Rešitev:
Vs / Ns = Vp / Np
55 / Ss = 220/800
55 / Ss = 22/80
NS = (80)(55) / 22
NS = 4400/22
NS = 200 zank
11.
Pravilna trditev o transformatorjih P in Q je ...
A. P je transformator z znižanjem napetosti zaradi Is < jazp
B. P je stopenjski transformator zaradi Vp <Vs
C. Q je stopenjski transformator zaradi Vp > Vs
D. Q je stopenjski transformator, ker jazs > Jazp
Rešitev
P je povečevalni transformator, ker je primarna napetost (Vp = 110 V) < sekundarna napetost (Vs = 200 V).
Q je zniževalni transformator, ker je primarna napetost (Vp = 220 V) > sekundarna napetost (Vs = 110 V).
Pravilen odgovor je B.
- Kakšna je glavna funkcija transformatorja?
- OdgovorPrimarna funkcija transformatorja je spreminjanje napetosti izmeničnega (AC) električnega vira energije. To se doseže s povečevanjem (povečevanjem) ali zmanjševanjem (zniževanjem) napetosti glede na potrebe aplikacije.
- Kakšna je razlika med zvečevalnimi in zniževalnimi transformatorji v delovanju?
- OdgovorZvišalni transformator poveča napetost od primarne do sekundarne tuljave, medtem ko znižalni transformator zmanjša napetost od primarne do sekundarne tuljave.
- Kakšno je razmerje med številom ovojev v primarni in sekundarni tuljavi transformatorja in njegovo napetostno transformacijo?
- OdgovorRazmerje transformacije napetosti je neposredno sorazmerno z razmerjem ovojev. Če ima sekundarna tuljava več ovojev kot primarna tuljava, gre za stopenjski transformator in obratno. Napetost v vsaki tuljavi je sorazmerna s številom ovojev v tej tuljavi.
- Zakaj je treba povečati napetost za prenos električne energije na dolge razdalje?
- OdgovorZvišanje napetosti zmanjša tok za dano moč, kar posledično zmanjša uporovne izgube moči v daljnovodih. Nižji tok pomeni tudi, da se lahko uporabijo tanjše žice, ki so cenejše in lažje za upravljanje.
- Zakaj domovi običajno prejemajo elektriko z veliko nižjo napetostjo, kot je tista, ki se uporablja za prenos?
- OdgovorVišje napetosti so sicer učinkovite za prenos, vendar so nevarne za domačo uporabo. Preden električna energija vstopi v domove, se zato uporabljajo znižalni transformatorji, ki znižajo napetost na varnejše ravni za gospodinjske aparate in elektroniko.
- Ali se energija izgubi, ko se elektrika v transformatorju pretvori iz ene napetosti v drugo?
- OdgovorIdealni transformatorji ne bi imeli izgub energije, pravi transformatorji pa imajo izgube. Te izgube so predvsem posledica uporovnega segrevanja v tuljavah in magnetnih izgub v jedru. Vendar so transformatorji na splošno zelo učinkoviti, pogosto nad 90–95 %.
- Kakšen je pomen materiala jedra transformatorja?
- OdgovorMaterial jedra igra pomembno vlogo pri učinkovitosti in delovanju transformatorja. Običajno je izdelan iz železa ali ferita, ki pomaga usmerjati magnetni pretok med primarno in sekundarno tuljavo. Lastnosti materiala jedra vplivajo na učinkovitost transformatorja, magnetne izgube in sposobnost prenašanja fluksa brez nasičenja.
- Ali lahko transformatorji delujejo z enosmernim tokom (DC)?
- OdgovorNe, transformatorji potrebujejo spremenljiv magnetni pretok za indukcijo napetosti, ki jo zagotavlja izmenični tok (AC). Pri enosmernem toku (DC) se po stabilizaciji toka pretok ne spreminja, zato se v sekundarni tuljavi ne inducira napetost.
- Zakaj bi se lahko v elektronskih napravah, kot so polnilniki, uporabljal padajoči transformator?
- OdgovorŠtevilne elektronske naprave delujejo pri nižjih napetostih kot standardna gospodinjska omrežna napeljava. Znižovalni transformator v polnilniku ali adapterju zniža napetost na raven, primerno za napravo, s čimer zagotovi njeno varno in učinkovito delovanje.
- Kako spremembe obremenitve (na primer uporaba več ali manj naprav) vplivajo na izhodno napetost transformatorja?
- OdgovorV idealnem transformatorju spremembe obremenitve ne bi vplivale na izhodno napetost. Vendar pa lahko v resničnih transformatorjih zaradi notranjih uporov in reaktanc izhodna napetost pri visoki obremenitvi nekoliko pade, pri nizki obremenitvi pa nekoliko naraste.
