Strona na telefon
422. Natężenie prądu w obwodzie wtórnym transformatora. Zadanie i jego rozwiązanie.
Transformator ma w uzwojeniu pierwotnym n1 zwojów a w uzwojeniu wtórnym n2 zwojów.
W uzwojeniu pierwotnym płynie prąd przemienny o natężeniu skutecznym Iskut1 amperów.
Jakie jest natężenie skuteczne prądu w uzwojeniu wtórnym?
Praktyczne wykorzystanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej - transformator
Indukowanie siły elektromotorycznej przez zmieniające się pole magnetyczne znalazło szerokie zastosowanie w transformatorach.
Wykorzystywane są one w wielu dziedzinach energetyki, w elektronice, w komputerach, w zasilaczach, ładowarkach starszego typu.
Podstawowe własności transformatora dobrze ilustruje typowe szkolne zadanie z fizyki.
Zadanie
przykład rozwiązania zadania
Transformator ma w uzwojeniu pierwotnym n1 zwojów a w uzwojeniu wtórnym n2 zwojów.
W uzwojeniu pierwotnym płynie prąd przemienny o natężeniu skutecznym Iskut1 amperów.
Jakie jest natężenie skuteczne prądu w uzwojeniu wtórnym?
Rozwiązanie
Transformator podłączony jest do napięcia przemiennego (uzwojenie pierwotne). Wartość napięcia skutecznego wynosi Uskut1.
Prąd płynący rzez uzwojenie pierwotne ma wartość skuteczną natężenia Iskut1.
W uzwojeniu wtórnym indukowane jest napięcie przemienne. Wartość skuteczna tego napięcia wynosi Uskut2.
Jeśli do uzwojenia wtórnego dołączymy odbiornik (zamkniemy obwód), to w tym obwodzie popłynie prąd o natężeniu skutecznym Iskut2.
Dla obliczenia napięć skutecznych i natężeń skutecznych musimy przyjąć założenie o braku rozpraszania energii.
Zakładamy więc, że transformator jest idealny, tzn. że nie ma w nim strat energii.
Strata energii w rzeczywistym transformatorze polega na przekształceniu dostarczonej do transformatora energii elektromagnetycznej prądu przemiennego w uzwojeniu pierwotnym na energię wewnętrzną uzwojenia pierwotnego oraz energię wewnętrzną uzwojenia wtórnego i energię fal elektromagnetycznych emitowanych przez oba uzwojenia. Oznacza to, że oba uzwojenia się grzeją i wysyłają fale elektromagnetyczne.
Energia stracona w transformatorze jest niewielka w porównaniu z energią dostarczoną do niego. Transformatory należą do urządzeń o bardzo wysokiej sprawności.
Przyjęcie założenia o braku strat energii w transformatorze oznacza, że moc otrzymana w obwodzie uzwojenia wtórnego jest równa mocy dostarczonej do obwodu uzwojenia pierwotnego.
Moc prądu elektrycznego obliczamy mnożąc napięcie przyłożone do obwodu przez natężenie prądu płynącego w tym obwodzie (zakładamy, że w obwodzie nie ma elementów indukcyjnych i pojemnościowych).
W każdym pojedynczym zwoju uzwojenia wtórnego transformatora indukuje się takie samo napięcie (siła elektromotoryczna).
Napięcie przyłożone do uzwojenia pierwotnego rozkłada się równomiernie na poszczególne zwoje tego uzwojenia (założenie – uzwojenie pierwotne jest idealne - ma identyczne zwoje, podobnie uzwojenie wtórne jest idealne – ma identyczne zwoje).
W pojedynczym zwoju uzwojenia pierwotnego jest takie samo napięcie jak indukowana w każdym zwoju uzwojenia wtórnego siła elektromotoryczna.
Transformator jest klasycznym przykładem wykorzystania zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Podstawowym prawem opisującym to zjawisko jest prawo indukcji elektromagnetycznej Faraday'a.
W analizie transformatora wykorzystujemy jeszcze zasadę zachowania energii oraz prawo Ohma.
Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań
Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?
Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.
Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania
Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń
Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.
Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?
Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym
Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?
Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego
Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?
Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.
Rozwiązane zadania z kinematyki
Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)
Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.
Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.
Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.
RozwiązanieDwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.
Pomoc z matematyki
Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki
Pomoc z historii
Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?