Home ⇒ 👍Різне ⇒ Як працює трансформатор?

Як працює трансформатор?

Використовувана людиною електрична енергія в основному виробляється на великих електростанціях. Ці підприємства передають електрику на районні підстанції, які потім розподіляють його по споживачам.

Так як лінії електропередач мають електричним опором, частина енергії електричного струму втрачається, перетворюючись на теплоту. Постійний струм (DC) тече в одному напрямку; змінний струм (АС) періодично змінює свій напрямок. Спочатку для електропостачання застосовувався тільки постійний струм. По ряду причин передача й перетворення постійного струму пов’язані зі значними труднощами, тому з міркувань безпеки електростанції передавали його під низькою напругою. Однак до того часу, коли постійний струм досягав споживачів, опір з’їдала 45 відсотків його енергії.

Вихід був знайдений у передачі змінного струму високої напруги, яке може бути легко змінено за допомогою трансформатора (малюнок внизу). Так як високовольтних лініях потрібно менший струм для передачі одного і того ж кількості енергії, її втрати на подолання опору стали набагато меншими. Коли змінний струм покидає електростанцію, підвищують трансформатори збільшують його напругу з 22000 до 765000 вольт, а перед вступом до будинку інші трансформатори, понижувальні, зменшують його до ПЗ або 220 вольт.

Принцип дії трансформатора

Трансформатори збільшують або зменшують напруга змінного струму. Преутворений змінний струм проходить по первинній обмотці, що охоплює сталевий сердечник (малюнок зверху). Періодично змінюється струм створює в осерді змінне магнітне поле. При переміщенні у вторинну обмотку це магнітне поле генерує в ній змінний струм. Якщо вторинна обмотка має більше витків, ніж первинна, вихідна напруга буде вище, ніж вхідний.

Втрати енергії при протіканні постійного струму

Електрична потужність (Р) обчислюється шляхом множення сили струму (I) на напругу (V), тобто Р = I х V. Якщо напруга зростає, сила струму, необхідна для забезпечення заданої потужності, зменшується. Низьковольтна потужність постійного струму вимагає більшої сили струму, ніж високовольтна потужність змінного, щоб передати одне і те ж кількість електроенергії.

Змінний струм легко трансформується

На відміну від постійного, змінний струм періодично змінює свій напрямок. Якщо змінний струм проходить по первинній обмотці трансформатора (малюнок ліворуч), що утворюється змінне магнітне поле індукує струм у вторинній обмотці. При протіканні по первинній обмотці постійного струму (рисунок праворуч), у вторинній обмотці струм не виникає.

(2 votes, average: 4.00 out of 5)

Трансформатор: визначення Трансформатор – одна зі складових багатьох електронних схем. Він служить для перетворення електричних величин: струму і напруги, а також для узгодження частин схеми з різними електричними параметрами. Трансформаторів існує величезна кількість видів. Розглянемо лише основні з них. Зазвичай в електронних схемах побутових електроприладів застосовуються три види трансформаторів: узгоджувальний, трансформатор струму і напруги. Існують також знижують […]...

Чим відрізняється постійний струм від змінного Більшість з нас ще зі шкільного курсу фізики пам’ятають, що електричним струмом називається спрямований рух частинок, які володіють зарядом. Деякі навіть знають, що струм буває постійним і змінним. Але ось в чому різниця між постійним струмом і змінним? Відмітна риса постійного струму закладена в його назві. Напруга є постійною по знаку і величині, тобто постійний […]...

Електричний струм Електричний струм – спрямований рух електрично заряджених частинок під впливом електричного поля. Цими частинками є: в провідниках – електрони, в напівпровідниках – електрони і дірки (електронно-діркова провідність), в електролітах – іони (катіони і аніони). Струм характеризується силою струму, яка в системі СІ вимірюється в амперах (А). За напрямок струму прийнято вважати напрямок переміщення позитивно заряджених […]...

Різниця типів струму Що таке струм, розглядати тут не будемо, а відразу перейдемо до основної теми статті. Змінний струм відрізняється від постійного тим, що він безперервно змінюється по напрямку руху і своїми розмірами. Зміни ці здійснюються періодами через рівні часові відрізки. Для створення подібного струму застосовують спеціальні джерела або генератори, що видають змінну ЕРС (електрорушійну силу), яка регулярно […]...

Фізична дія електричного струму Як ми можемо визначити, протікає електричний струм чи ні? Про виникнення електричного струму можна судити за наступними його проявам. 1. Теплова дія струму. Електричний струм викликає нагрівання речовини, в якому він протікає. Саме так нагріваються спіралі нагрівальних приладів і ламп розжарювання. Саме тому ми бачимо блискавку. В основі дії теплових амперметрів лежить теплове розширення провідника […]...

Вибір і розрахунок сердечника трансформатора Площа перетину сердечника трансформатора – дуже важливий параметр. На величину магнітного потоку, створюваного в осерді трансформатора, крім числа витків первинної обмотки і величини протікає в ній струму, впливає і розмір самого сердечника. Якщо трансформатор має сердечник малого розміру, то створити в такому сердечнику магнітний потік великий величини не можна і на виході такого трансформатора отримати […]...

Трансформатори Генератори, які стоять на електростанціях, виробляють дуже потужне ЕРС. На практиці таке напруги рідко коли буває потрібно. Тому таку напругу необхідно перетворювати. Трансформатори Для перетворення напруги використовуються пристрої, звані трансформаторами. Трансформатори можуть як і підвищити напругу, так і знизити його. Існують також стабілізуючі трансформатори, які не підвищують і не понижують напругу. Розглянемо пристрій трансформатора на […]...

Змінний струм Змінний струм – це коливання, які можуть відбуватися в ланцюзі в результаті підключення її до джерела змінної напруги. Всіх нас оточує саме змінний струм – він є у всіх ланцюгах в квартирах, передача по проводах відбувається саме струму змінної напруги. Однак, практично всі споживачі електричного струму працюють від постійно електрики. Саме тому на виході з […]...

Принцип роботи асинхронного двигуна Подаючи напругу тільки на обмотку статора, асинхронний двигун починає працювати. Цікаво знати, як це працює, чому так відбувається? Це дуже просто, якщо зрозуміти, як відбувається процес індукції, коли в роторі індукується магнітне поле. Наприклад, в машинах постійного струму, доводиться окремо створювати магнітне поле в якорі (роторі) НЕ через індукцію, а за допомогою щіток. Коли ми […]...

Що таке змінний струм Змінний струм – це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються в електричному ланцюзі джерелом змінного (найчастіше синусоїдального) напруги. Змінний струм присутній скрізь. Він тече по проводах наших квартир, в промислових електромережах, у високовольтних лініях електропередач. І якщо вам потрібен постійний струм, щоб зарядити акумулятор телефону або ноутбука, ви використовуєте спеціальний адаптер, випрямляючий змінний струм з розетки. […]...

Характеристики струму Для порівняльної оцінки всіляких змінних струмів застосовують критерії, іменовані параметрами змінного струму, серед яких: Період; Амплітуда; Частота; Кругова частота. Період – відрізок часів, коли проводиться закінчений цикл зміни струму. Амплітудою називають максимальне значення. Частотою змінного струму назвали кількість закінчених періодів за 1 сек. Перераховані вище параметри дають можливість відрізняти різні види змінних струмів, напруг і […]...

Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...

Потужність постійного струму Потужність постійного струму P – це величина, яка показує яку роботу зробив постійний струм по переміщенню електричного заряду за одиницю часу. Вимірюється електрична потужність, як і механічна – у ВАТ. Для того щоб зрозуміти що таке електрична потужність уявімо собі електричне поле, в якому знаходиться вільна частинка. Під дією напруженості E електричного поля, частка переміщається […]...

Вимушені електромагнітні коливання Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Такі коливання проявляються, наприклад, при наявності в ланцюзі періодичної електрорушійної сили. Змінна ЕРС індукції виникає в дротяної рамки з декількох витків, обертається в […]...

Як працює сонячна батарея – фізика Сонячне світло не тільки уможливлює життя на Землі, він може з часом також стати і постачальником великої кількості електроенергії, без якої немислима сучасна цивілізація. Використання сонячного світла може бути не прямим, а у вигляді підведення енергії до турбін. У цьому випадку комплект дзеркал фокусує сонячну енергію на теплообмінник, який випаровує воду або будь-яку іншу рідину, […]...

Котушка Тесли Котушка Тесли зіграла значну роль в порушенні інтересу студентів багатьох поколінь до чудес науки і електричним явищам. Режисери фільмів жахів знайшли котушкам Тесли вельми екзотичне застосування – в кіно маніяки-вчені використовують їх іноді для створення вражаючих розрядів. Дослідники паранормальних явищ нафантазували, що “є повідомлення про посилення надприродних здібностей у присутності працюючих котушок Тесли”. Створені в […]...

Характеристика правила Ленца Магнітний потік, зміна якого призводить до появи індукційного струму в контурі, ми будемо називати зовнішнім магнітним потоком. А саме магнітне поле, яке створює цей магнітний потік, ми будемо називати зовнішнім магнітним полем. Навіщо нам ці терміни? Справа в тому, що індукційний струм, що виникає в контурі, створює своє власне магнітне поле, яке за принципом суперпозиції […]...

Індуктивний опір До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати. ЕРС самоіндукції Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. […]...

Конденсатор в ланцюзі змінного струму При вивченні постійного струму ми дізналися, що він не може проходити в ланцюзі, в якій є конденсатор. Так як конденсатор – це дві пластини, розділені шаром діелектрика. Для кола постійного струму конденсатор буде, як розрив в ланцюзі. Якщо конденсатор пропускає постійний струм, значить, він несправний. Конденсатор в ланцюзі змінного струму У відмінності від постійного змінний […]...

Як поширюються електромагнітні хвилі? Кожен раз, коли електричний струм змінює свою частоту або напрямок, він генерує електромагнітні хвилі – коливання електричного і магнітного силових полів в просторі. Один із прикладів – змінюється струм в антені радіопередавача, який створює кільця поширюються в просторі радіохвиль. Енергія електромагнітної хвилі залежить від її довжини – відстані між двома сусідніми “піками”. Чим менше довжина […]...

Умови існування електричного струму До цього ми розглядали, що таке струм, і з’ясували, що всі заряди для освіти струму повинні рухатися направлено. Але тепер постає питання, а яким чином має взагалі виникати рух струму? Що пересуває заряди? Щоб заряди переміщалися, необхідно прикласти силу в деякому заданому напрямку. Щоб заряд переміщався по провіднику, в ньому має бути поле, що має […]...

Запуск надпровідного магніту Надпровідні магніти для забезпечення роботи вимагають проведення особливого запуску. Спочатку в них включається спеціальний нагрівач, який розташовується на замикає обмотці. Він підвищує температуру дроти до його критичної температури, в результаті чого ланцюг втрачає свою надпровідність. Після досягнення струму необхідної величини відбувається відключення нагрівача. Далі ланцюг охолоджується, і набуває властивостей надпровідника. Як тільки набирається необхідна низька […]...

Правило Ленца – доповідь Отже, давайте розглянемо потік (зовнішній), який призводить до появи індукційного струму, а також саме поле (зовнішнє), що приводить до утворення потоку. Отже, якщо деяка зміна потоку призводить до появи струму в провіднику, то навколо цього провідника також буде утворюватися власне магнітне поле, яке має потік. Якщо існує два різних магнітних поля, то за принципом суперпозиції […]...

Електромагнітна індукція. Струми Фуко. Самоіндукція У замкнутому провідному контурі, вміщеному в магнітне поле, за певних умов виникає електричний струм. Для опису цього явища використовують спеціальну фізичну величину – магнітний потік. Магнітний потік через контур площі S, нормаль якого (n) утворює з напрямком поля кут α. Магнітний потік – це скалярна величина; одиниця виміру вебер [Вб]. За законом Фарадея при всякій […]...

Взаємодія струмів Магнітне поле – є однією з форм матерії (відмінною від речовини), що існує в просторі, що оточує постійні магніти, провідники зі струмом і заряди, що рухаються. Магнітне поле разом з електричним полем утворює єдине електромагнітне поле. Магнітне поле не тільки створюється постійними магнітами, рухомими зарядами і струмами в провідниках, однак і діє на них же. […]...

Напрямок руху частинок Весь цей час ми говорили про заряджених частинках, не уточнюючи, який знак вони мають. Слід зазначити, що всі позитивні частинки рухаються від позитивного полюса до негативного. Негативні ж частинки навпаки. Однак позитивні і негативні частинки є далеко не у всіх речовинах. Вони є, наприклад, в електролітах, газах і інших речовинах. Однак, у всьому світі, за […]...

Випрямлення змінного струму Выйну струмів американський винахідник Томас Алва Едісон програв американо-сербському інженеру Ніколя Тесла, оскільки змінний струм, який підтримував останній як стандарт, було можливо передавати на великі відстані з прийнятними втратами. І в наші дні більшість генеруючих потужностей виробляють саме змінний струм, а розраховані на промислову вироблення постійного (сонячні батареї) перетворять його в змінний за допомогою інверторів. […]...

ККД трансформатора ККД трансформатора завжди буде менше 100%, тому що в кожному трансформаторі завжди є втрати електричної енергії, внаслідок чого з первинної обмотки у вторинну передається не вся енергія, а лише більша її частина. Розрізняють два види втрат в трансформаторі: Втрати в міді (в дротах, якими він намотаний); Втрати в сталі (в осерді). Втрати в міді обумовлюються […]...

Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...

Діоди випрямляючі Випрямні діоди використовуються в блоках харчування для перетворення змінного струму (AC) в постійний струм (DC). Цей процес називається випрямленням, а ділянку схеми, де відбувається випрямлення, називається випрямлячем. Вони так само можуть використовуватися і в інших частинах схеми, де необхідно пропустити великий струм через діод. Всі випрямні діоди зроблені, як правило, з кремнію і тому мають […]...

Чим відрізняється зварювальний інвертор від зварювального апарату? У сфері будівництва використовуються як традиційні зварювальні апарати, так і більш технологічні – інверторні. У чому полягає специфіка тих і інших? Чим відрізняється зварювальний інвертор від зварювального апарату, що класифікується як традиційний агрегат? Що являє собою зварювальний інвертор? Даний тип зварювального апарату характеризується здатністю перетворювати постійний електричний струм в змінний. У цьому агрегаті присутні наступні […]...

Як діє електричний струм Ми не можемо бачити, що рухаються в металевому провіднику електрони. Про наявність електричного струму в ланцюзі ми можемо судити лише по різним явищам, які викликає ел. струм. Такі явища називають діями струму. Деякі з цих дій легко спостерігати на досвіді. Теплова дія струму можна спостерігати, наприклад, приєднавши до полюсів джерела струму залізну або никелиновую дріт. […]...

Проектуємо трансформатори Найбільш наочним і живим втіленням теорії електричного магнетизму є трансформатор – пристрій для перетворення електричної напруги. Спробуємо спроектувати трансформатор для живлення саморобного гітарного підсилювача. У найпростішому трансформаторі на залізний сердечник намотують дві обмотки з ізольованого проводу. Первинну обмотку підключають до джерела змінної напруги, наприклад до побутової електромережі 220 В. В обмотці виникає змінний струм, який […]...

Закон Ома для повного кола струму Закон Ома є формулою, яка наочно демонструє залежність головних характеристик електричного кола: Електричного струму (потоку заряджених частинок); Напруги (електрорушійної сили); Опору (протидія потоку електронів). Що б кращого усвідомити закону Ома, для початку слід визначитися з таким поняттям як електричний ланцюг. Говорячи спрощено, будь-який електричний ланцюг – це шлях в електричній схемі, по якому проходять електричні […]...

Дія електричного струму Ми не можемо бачити рухомі в металевому провіднику електрони. Про наявність електричного струму в ланцюзі ми можемо судити лише по різним явищам, які викликає електричний струм. Такі явища називають діями струму. Деякі з цих дій легко спостерігати на досвіді. Теплова дія струму можна спостерігати, наприклад, приєднавши до полюсів джерела струму залізну або нікелінову дріт (рис. […]...

Електромагнітна індукція – доповідь Як вже говорилося раніше, навколо провідника, по якому направлено рухаються заряджені частинки. Однак, після Ерстеда М. Фарадей довів інше припущення – магнітне поле здатне породити електричне поле. Вчений провів досить цікавий експеримент. Він взяв дерев’яну основу, на яку намотав одну котушку, а між її витками – другу. При цьому обидві котушки не стикалися один з […]...