ELEKTŘINA A MAGNETISMUS
STŘÍDAVÝ PROUD V ENERGETICE
Transformátor
Je zařízení měnící hodnoty střídavého elektrické napětí.
PRINCIP ČINNOSTI: elektromagnetická indukce
ROZDĚLENÍ TRANSORMÁTORŮ:
JEDNOFÁZOVÉ
TŘÍFÁZOVÉ
JEDNOFÁZOVÝ TRANSFORMÁTOR
SLOŽENÍ: dvě cívky (primární a sekundární) umístěné na společném ocelovém jádře z měkké oceli
to znamená, že cívky spojeny za sebou (v sérii)
Schéma, zapojení a popis:
primární (vstupní) okruh
primární cívka C1 připojena ke zdroji střídavého napětí u1
cívkou prochází střídavý proud I1
v dutině primární cívky o N1 závitech se indukuje napětí
sekundární (výstupní) okruh
v dutině sekundární cívky C2 o N2 závitech se indukuje napětí u2
sekundárním obvodem prochází proud I2
na voltmetru naměříme střídavé napětí u2
Pro u1 platí:
Pro u2 platí:
Potom pro poměr efektivních hodnot indukovaných napětí musí platit:
U2/U1 = N2/N1 = k
ROVNICE TRANSFORMÁTORU
k ... transformační poměr transformátoru
k > 1 ... transformace nahoru (N2 > N1)
k < 1 ... transformace dolů (N2 < N1)
Účinnost transformátoru
Vlivem zahřívání vodičů, vířivými proudy a periodickým magnetováním jádra je sekundární napětí zatíženého transformátoru o 2 % až 10 % menší než odpovídá transformačnímu poměru.
Proto účinnost malých transformátorů je něco přes 90 %.
Ze ZZE (příkon v primární části je roven výkonu v sekundární části obvodu) plyne
Potom musí platit:
Proudy se transformují v obráceném poměru počtu závitů.
Popis jednofázového transformátoru (Elektrika.cz)
TŘÍFÁZOVÝ TRANSFORMÁTOR
SLOŽENÍ: tři cívky primárního a sekundárního vinutí (spojené do hvězdy nebo trojúhelníku) umístěné na třech magnetických větvích
Při velké zátěži se transformátor značně zahřívá → chlazení (ponoření do speciálních nádob s olejem)
Popis třífázového transformátoru (Elektrika.cz)
Třífázový transformátor (složení, vinutí, hodinový úhel)
VYUŽITÍ TRANSFORMÁTORŮ
Svařování elektrickým obloukem
vysoký proud se získává sekundárním vinutím tlustého drátu s malým počtem závitů – indukční pec
Dobíjení elektrických zařízení
mobilů, činnost notebooků a počítačů
Dálkový přenos elektrické energie
generátor v elektrárně (6 000 V) → rozvodna v elektrárně (400 kV) → dálkový přenos → rozvodny u měst a obcí (23 000 V) → místní transformátor (3x230V/400V)
PODÍVEJTE SE
ÚLOHY
Primární cívka transformátoru má 600 závitů a sekundární cívka 30 závitů. Primární cívka je připojena ke zdroji střídavého napětí 230 V. Určete sekundární napětí nezatíženého transformátoru.
(U = 11,5 V)
Příkon transformátoru je 800 W, účinnost 96 %. Jaký proud prochází sekundárním vinutím, ke kterému je připojen rezistor, jestliže sekundární napětí je 100 V?
(I = 7,7 A)
Určete transformační poměr transformátoru, který připojíme na síťové napětí 230 V a ze sekundárního vinutí chceme odebírat proud 2 A při napětí 10 V. Jaký proud prochází primárním vinutím transformátoru? Ztráty zanedbáváme.
(k = 4,3.10-2, I = 87 mA)