Электр энергиясын өндіру, тасымалдау және пайдалану. Трансформатор. Физика, 11 сынып, дидактикалық материал.


What are Transformers?

 Transformers use electromagnetic induction to change the voltage of alternating currents. The voltage and current changes can be calculated, as the power transfer is constant. A transformer is a device that can change the potential difference or voltage of an alternating current:

  • a step-up transformer increases the voltage (and decrease the current)
  • a step-down transformer reduces the voltage (and increase the current)

 

Design and use of transformers

 A basic transformer is made from two coils of wire, a primary coil from the alternating current (ac) input and a secondary coil leading to the ac output. The coils are not electrically connected. Instead, they are wound around an iron core. This is easily magnetised and can carry magnetic fields from the primary coil to the secondary coil.

When a transformer is working:

  • a primary voltage drives an alternating current through the primary coil
  • the primary coil current produces a magnetic field, which changes as the current changes
  • the iron core increases the strength of the magnetic field
  • the changing magnetic field induces a changing potential difference in the secondary coil
  • the induced potential difference produces an alternating current in the external circuit

From Faraday’s Law, it can be shown that:

 

 This is when:

  • Vp is the potential difference in the primary (input) coil in volts (V)
  • Vs is the potential difference in the secondary (output) coil in volts (V)
  • np is the number of turns on the primary coil
  • ns is the number of turn on the secondary coil

In a step-up transformer, Vs > Vp. In a step-down transformer, Vs < Vp.

If the transformer is 100 % efficient (no energy losses) the power out must equal power in:

=

 

 For an ideal transformer: =

Using transformers

Transformers are essential part of an electricity supply system, enabling electrical energy to be transferred efficiently from power stations to consumers. Once electrical energy is generated at a power station, the potential difference of the electricity generated is then increased in step-up transformer. This decreases the current in the distribution cables, making the energy lost in the cables much smaller. Near the consumer, the potential difference of the electrical supply is decreased (using a series of step-down transformers) to provide suitable voltages for consumers to use with electrical appliances.

 SOURCES:

 https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/z2wh3k7/revision/1

 Exam Success in Physics by John Quill pp.183-184

1 топ Трансформатор дегеніміз не?

Трансформатор бұл – электромагниттік индукция құбылысы негізінде айнымалы токтың кернеуін өзгертуге арналған құрылғы.Оның көмегімен электр энергиясын тасмалдауға болады. Токтың және кернеудің өзгерісін есептеуге болады, себебі энергия тасымалдау қуаты тұрақты.

  • Жоғарылатқыш трансформатор кернеуді арттырады (токты азайтады)
  • Томендеткіш трансформатор кернеуді азайтады (токты арттырады)

2 топ Трансформатордың құрылысы және қолданылуы

Трансформатор екі катушкадан тұрады. Бірінші катушка айнымалы ток көзіне , ал екінші катушка шығыс жүктемеге жалғанған. Бірақ олар бер бірімен өткізгіш сыммен байланыспаған, есесіне олар темір өзекшеге кигізілген. Темір өзекше оңай магниттеледі және бірінші катушкадағы магнит өрісін екінші катушкаға тасымалдай алады.

3 топ Трансформатордың жұмыс істеу принципі

Трансформатор жұмыс істеген кезде:

1. бастапқы кернеу бірінші катушкада айнымалы ток тудырады

2. бірінші катушкада ток шамасы өзгерген сайын магнит өрісінің де шамасы өзгереді

3. темір өзекше магнит өрісінің шамасын арттырады

4. айнымалы магнит өрісі екінші катушкада айнымалы кернеу тудырады

5. ЭҚК сыртқы тізбекте айнымалы ток тудырады

4 топ Идеал трансформатордың теңдеуі

Фарадей заңынан осындай қорытындығы келуге болады:

Ммұндағы:

  • V1 бірінші катушканың кернеуі немесе кіріс кернеу (V)
  • V2 екінші катушканың кернеуі немесе шығыс кернеу (V)
  • N1 бірінші катушкадағы орам саны
  • N2 екінші катушкадағы орам саны

Жоғарылатқыш трансформатор егер, V2 > V1. Төмендеткіш трансформатор егер, V2 < V1.

Егер трансформатордың ПӘК –і 100 % болса, яғни энергия шығыны болмаса , онда кіріс қуат пен шығыс қуат тең болады:

=

 Идеал трансформатор үшін: =

5 топ Электр энергиясын тасымалдауда трансформаторды қолдану

Трансформаторлар электр станцияларынан электр энергиясын тұтынушыларға тиімді жеткізуге мүмкіндік беретін электрмен жабдықтау жүйесінің маңызды бөлігі болып табылады. Электр станциясында электр қуаты өндірілгеннен кейін, жоғары кернеулі айнымалы ток күшейіткіш трансформаторға жүктеледі. Бұл тарату сымдарындағы ток шамасын азайтады және сымдардағы артық энергия шығынын болдырмайды. Тұтынушыға жақын жерде электр жабдықтарын пайдалану кезінде тұтынушыларға қолайлы кернеуді қамтамасыз ету үшін айнымалы токтың кернеуі төмендетіледі (төмендеткіш трансформатор қолданылады).

 



Толық нұсқасын 30 секундтан кейін жүктей аласыз!!!


Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз:
Facebook | VK | WhatsApp | Telegram | Twitter

Қарап көріңіз 👇



Пайдалы сілтемелер:
» Туған күнге 99 тілектер жинағы: өз сөзімен, қысқаша, қарапайым туған күнге тілек
» Абай Құнанбаев барлық өлеңдер жинағын жүктеу, оқу
» Дастархан батасы: дастарханға бата беру, ас қайыру

Соңғы жаңалықтар:
» Қазақстан пойыздарында үй жануарларын тасымалдау ережелері
» Қазақстандықтар шетелге шығуға жылына қанша жұмсайды?
» Су тасқынынан зардап шеккендерге қосымша тағы 553 мың теңге төленеді
Пікір жазу