szukanie zaawansowane
 [ Posty: 14 ] 
Autor Wiadomość
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 12:48 
Użytkownik

Posty: 38
Lokalizacja: Warszawa
Witam.
Dręczy mnie pewna kwestia dotycząca transformatora.
Jest to banalna rzecz a mianowicie:
Jak to jest, że wraz ze wzrostem stosunku zwojów wtórnych do pierwotnych rośnie napięcie wyjściowe i maleje prąd ( i na odwrót)? Czy chodzi o to, że zmienia się rezystancja Theveninowska wyjściowa transformatora?
Oczywiście wiem, że równość mocy musi być zachowana
Pozdrawiam i z góry dziękuję.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 16:22 
Użytkownik
Avatar użytkownika

Posty: 1707
Lokalizacja: Warszawa
kolega4231 napisał(a):
Jak to jest, że wraz ze wzrostem stosunku zwojów wtórnych do pierwotnych rośnie napięcie wyjściowe i maleje prąd ( i na odwrót)? Czy chodzi o to, że zmienia się rezystancja Theveninowska wyjściowa transformatora?
Na jakim zjawisku podstawowym opiera się działanie transformatora?
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 17:16 
Użytkownik

Posty: 38
Lokalizacja: Warszawa
W transformatorze uzwojenie pierwotne wyzwala strumień który zamyka się w rdzeniu, oraz indukuje SEM w uzwojeniu wtórnym również znajdującym się na tym rdzeniu.
W sumie to przede wszystkim prawo indukcji Faradaya, Gaussa oraz Ampera występują w transformatorze.

-- 9 sie 2017, o 18:23 --

Wychodzę z założenia, że idealny transformator, a raczej układ z transformatorem można przedstawić za pomocą modelu Theveninowskiego, a skoro napięcie rośnie i prąd maleje, jedynym czynnikiem ograniczającym prąd musi być rezystancja tegoż modelu.
Czy moje rozumowanie jest poprawne?
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 20:38 
Użytkownik
Avatar użytkownika

Posty: 1707
Lokalizacja: Warszawa
kolega4231 napisał(a):
W transformatorze uzwojenie pierwotne wyzwala strumień który zamyka się w rdzeniu, oraz indukuje SEM w uzwojeniu wtórnym również znajdującym się na tym rdzeniu.
Po pierwsze: nie wyzwala, tylko wytwarza.
Po drugie: ten strumień w rdzeniu indukuje napięcie w obu uzwojeniach, nie tylko w uzwojeniu wtórnym. Z tego wynika właśnie zależność między napięciami pierwotnym i wtórnym, a ilością zwojów uzwojeń transformatora. Trzeba jednak pamiętać, że strumień w rdzeniu transformatora jest superpozycją strumieni obu uzwojeń. Strumień ten można wyliczyć na podstawie wartości napięcia źródła podłączonego do uzwojenia pierwotnego transformatora.

kolega4231 napisał(a):
W sumie to przede wszystkim prawo indukcji Faradaya, Gaussa oraz Ampera występują w transformatorze.
Prawa nie występują w transformatorze. Prawa opisują zjawiska występujące w transformatorze.

kolega4231 napisał(a):
Wychodzę z założenia, że idealny transformator, a raczej układ z transformatorem można przedstawić za pomocą modelu Theveninowskiego, a skoro napięcie rośnie i prąd maleje, jedynym czynnikiem ograniczającym prąd musi być rezystancja tegoż modelu.
Jakie napięcie, jaki prąd i w jakich warunkach? (dokładnie!). Czy przypadkiem nie komplikujesz sobie czegoś, co jest znacznie prostsze? Czy przypadkiem nie robisz czegoś w stylu: Tadam! :wink:
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 20:59 
Użytkownik

Posty: 38
Lokalizacja: Warszawa
mdd napisał(a):
Po pierwsze: nie wyzwala, tylko wytwarza.
Po drugie: ten strumień w rdzeniu indukuje napięcie w obu uzwojeniach, nie tylko w uzwojeniu wtórnym. Z tego wynika właśnie zależność między napięciami pierwotnym i wtórnym, a ilością zwojów uzwojeń transformatora. Trzeba jednak pamiętać, że strumień w rdzeniu transformatora jest superpozycją strumieni obu uzwojeń. Strumień ten można wyliczyć na podstawie wartości napięcia źródła podłączonego do uzwojenia pierwotnego transformatora.Prawa nie występują w transformatorze. Prawa opisują zjawiska występujące w transformatorze.

Tak, tak, zapomniałem wspomnieć o tych kwestiach, post na szybko pisany :D .
Czy dobrze rozumiem?:
Załóżmy że podpinam do sieci urządzenie bezpośrednio, nie korzystając z trafo. Napięcie na urządzeniu wynosi U a prąd płynący przez urządzenie: I. Jeśli podpiąłbym urządzenie do sieci łącznie z transformatorem otrzymamy to samo napięcie oraz prąd przemnożone przez odpowiedni współczynnik zależny od liczby zwojów(oczywiście rozważając idealny transformator)? Czy to jest aż tak proste?
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 21:24 
Użytkownik

Posty: 692
kolega4231 napisał(a):
Oczywiście wiem, że równość mocy musi być zachowana

Nic podobnego: część energii doprowadzonej do transformatora zużyta zostaje na ogrzanie układu (prądy w rdzeniu ograniczane poprzez wykonanie rdzenia w postaci warstw - blaszek), poza tym transformator drży i emituje dźwięk - (słychać wyraźnie buczenie sieciowych na 50 Hz oraz mniej pisk transformatorów większych częstotliwości w ładowarkach i zasilaczach)
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 21:59 
Użytkownik

Posty: 38
Lokalizacja: Warszawa
SidCom napisał(a):
Nic podobnego: część energii doprowadzonej do transformatora zużyta zostaje na ogrzanie układu (prądy w rdzeniu ograniczane poprzez wykonanie rdzenia w postaci warstw - blaszek), poza tym transformator drży i emituje dźwięk - (słychać wyraźnie buczenie sieciowych na 50 Hz oraz mniej pisk transformatorów większych częstotliwości w ładowarkach i zasilaczach)

Tak, zgadza się, ale założyłem że rozważamy transformator idealny
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 22:12 
Użytkownik
Avatar użytkownika

Posty: 1707
Lokalizacja: Warszawa
kolega4231 napisał(a):
Załóżmy że podpinam do sieci urządzenie bezpośrednio, nie korzystając z trafo. Napięcie na urządzeniu wynosi U a prąd płynący przez urządzenie: I. Jeśli podpiąłbym urządzenie do sieci łącznie z transformatorem otrzymamy to samo napięcie oraz prąd przemnożone przez odpowiedni współczynnik zależny od liczby zwojów(oczywiście rozważając idealny transformator)? Czy to jest aż tak proste?


a) Bezpośrednie zasilanie odbiornika o impedancji Z ze źródła napięcia o wartości skutecznej E

I=\frac{E}{Z}

b) Zasilanie odbiornika o impedancji Z poprzez transformator idealny

U_{1}=E, \quad \frac{U_{2}}{U_{1}}=\frac{N_{2}}{N_{1}}
U_{1}, U_{2} - napięcia strony pierwotnej i wtórnej transformatora

Stąd prąd odbiornika Z:

I_{2}=\frac{U_{2}}{Z}=\frac{E}{Z} \cdot  \frac{N_{2}}{N_{1}}

Teraz policz jaki jest prąd I_{1} strony pierwotnej transformatora i jaką impedancję Z'=\frac{E}{I_{1}} "widzi" źródło napięcia E.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 22:47 
Użytkownik

Posty: 38
Lokalizacja: Warszawa
\frac{I _{1} }{I _{2} } = \frac{N _{2} }{N _{1} } \Rightarrow  I _{1}= \frac{N _{2} }{N _{1}}*I _{2}=\frac{E}{Z}*(\frac{N _{2} }{N _{1} })^2

-- 9 sie 2017, o 23:49 --

Z'=Z*(\frac{N _{2} }{N _{1} })^2
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 9 sie 2017, o 22:57 
Użytkownik
Avatar użytkownika

Posty: 1707
Lokalizacja: Warszawa
kolega4231 napisał(a):
Z'=Z*(\frac{N _{2} }{N _{1} })^2

Z'=Z \cdot \left( \frac{N _{1} }{N _{2} }\right) ^2

Ok, teraz przeczytaj sobie to:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformator_spawalniczy
https://pl.wikipedia.org/wiki/Spawarka_elektryczna
Pasuje? :D
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 11 sie 2017, o 07:20 
Użytkownik

Posty: 38
Lokalizacja: Warszawa
No dobrze, ale dalej jeszcze nie wiem pewnej kwestii :D
Załóżmy że mamy transformator o mocy S=1 KVA, o napięciu wejściowym równym U _ {1}=230 V (wartość skuteczna) oraz wyjściowym U _ {2}=23 V. Z tego wynika, że na wejściu uzyskamy największy prąd równy I _ {1}=\frac{1000}{230} = 4,35(oczywiście jest to moduł prądu), a na wyjściu I _ {2}=\frac{1000}{23} =43,48 A
Co w przypadku w którym obciążeniem transformatora :
1.Wynosi Z< \frac{23}{43,48}?
Czy moc transformatora jest mocą maksymalną? Jeśli tak to prąd powinien zmaleć.
2.Wynosi Z< \frac{23}{43,48}?
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 11 sie 2017, o 16:29 
Użytkownik
Avatar użytkownika

Posty: 1707
Lokalizacja: Warszawa
kolega4231 napisał(a):
Załóżmy że mamy transformator o mocy S=1 KVA, o napięciu wejściowym równym U _ {1}=230 V (wartość skuteczna) oraz wyjściowym U _ {2}=23 V. Z tego wynika, że na wejściu uzyskamy największy prąd równy I _ {1}=\frac{1000}{230} = 4,35 \ A(oczywiście jest to moduł prądu), a na wyjściu I _ {2}=\frac{1000}{23} =43,48 A
Nie. Z tych wartości można jedynie policzyć prądy znamionowe transformatora. To nie są prądy maksymalne, w tym sensie, że nie można uzyskać większych wartości. Można. To są prądy, na które producent obliczył transformator, tak by on "trochę" popracował, a nie żeby się nam spalił po godzinie eksploatacji. Zakładam, że powyższe obliczenia dotyczą transformatora jednofazowego :wink: .

kolega4231 napisał(a):
Czy moc transformatora jest mocą maksymalną?
Moc transformatora to z definicji nie jest moc czynna, ale moc pozorna obliczona na podstawie znamionowych wartości prądów i napięć. Czy czujesz tę różnicę? Czy wiesz dlaczego w przypadku transformatora podawanie mocy czynnej nie ma sensu? Owszem podaje się pewną moc czynną, ale ona dotyczy strat energii w transformatorze - ale jest to zjawisko pasożytnicze, którego nie chcemy (które minimalizujemy jak tylko się da).

-- 11 sie 2017, o 17:45 --

kolega4231 napisał(a):
Co w przypadku w którym obciążeniem transformatora :
1.Wynosi Z< \frac{23}{43,48}?
(...)
2.Wynosi Z< \frac{23}{43,48}?

Nie bardzo wiem co tu powyżej jest grane. Mogę się tylko domyślać, a więc:

Jeśli obciążymy transformator prądem większym niż znamionowy, to też nie możemy go zwiększać w nieskończoność. W stanie zwarcia strony wtórnej tranformatora prąd będzie ograniczony pewną impedancją zwarcia, której istnienia model w postaci transformatora idealnego nie wyjaśnia. Jest to jeden z "felerów" tego modelu.

Zaś jeśli obciążymy stronę wtórną transformatora tak, że I_{2}=0, to trzeba wiedzieć, że prąd strony pierwotnej nie będzie zerowy (znów mamy "feler" modelu w postaci transformatora idealnego). W rzeczywistości nie jest dokładnie tak, że: I_{1}N_{1}  =  I_{2}N_{2}. Nasz najprostszy model transformatora nie wyjaśnia występowania prądu jałowego/magnesującego transoformatora, którego występowanie jest niezbędne dla wytworzenia pola magnetycznego w rdzeniu transformatora.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 11 sie 2017, o 22:20 
Użytkownik

Posty: 38
Lokalizacja: Warszawa
Czy moc czynna nie jest podawana ze względu na to, że zależy od charakteru odbiornika?
Skoro zależy nam na minimalizowaniu strat to nie zależy nam na przesunięciu fazowym, czy też informacji zawierającej to przesunięcie w sobie.

Poza tym bardzo dziękuję za pomoc. Proste rzeczy ale potrafią wprowadzić mętlik w głowie :D
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 12 sie 2017, o 09:21 
Użytkownik
Avatar użytkownika

Posty: 1707
Lokalizacja: Warszawa
kolega4231 napisał(a):
Czy moc czynna nie jest podawana ze względu na to, że zależy od charakteru odbiornika?
No właśnie. Podawanie mocy transformatora rozumianej jako mocy czynnej transferowanej przez transformator nie ma sensu. Np. gdy po stronie wtórnej transformatora mamy cewkę, to moc czynna przekazywana przez transformator ze źródła zasilającego transformator do cewki wynosi zero (mam na myśli cewkę idealną).
kolega4231 napisał(a):
Skoro zależy nam na minimalizowaniu strat to nie zależy nam na przesunięciu fazowym
Znów nie wiem co masz dokładnie(!) na myśli, ale może się "wstrzelę" swoją odpowiedzią. Zakładam, że mówimy cały czas o transformatorze energetycznym. Założenie jest takie, żeby przesyłać pewną moc.

Załóżmy, że mamy odbiornik o danych znamionowych: P_{N}, \cos \varphi_{N}, U_{N}, I_{N}, przy czym P_{N}=U_{N}I_{N}\cos \varphi_{N}. Zakładamy sytuację gdy \cos \varphi_{N}<1, i że odbiornik ma charakter indukcyjny. Stosujemy model transformatora idealnego (który mniej więcej jest dobry; model ten zawodzi, gdy chcemy rozpatrywać dwie skrajne sytuacje, tj. pracę w stanie zwarcia i pracę w stanie jałowym, lub ich "okolice").

Parametry znamionowe transformatora (cały czas mówimy o układach jednofazowych) oznaczmy jako: U_{1N}, U_{2N}, I_{1N}, I_{2N}. Zakładamy, że transformator został tak dobrany, że: U_{2N}=U_{N}, I_{2N}=I_{N}

Podłączmy nasz odbiornik do tego transformatora. Wtedy prąd strony pierwotnej i wtórnej transformatora wyniosą:

I_{2}=I_{2N}=I_{N}, \quad I_{1}=\frac{U_{2N}}{U_{1N}}I_{N}

Do naszego odbiornika jednak można podłączyć kompensator w postaci baterii kondensatorów o reaktancji X_{C} takiej, że:

\frac{{U_{N}}^{2}}{X_{C}}=U_{N}I_{N}\sin \varphi_{N} (znamionowa moc bierna kompensatora równa jest znamionowej mocy biernej odbiornika)
Ukryta treść:    

Wtedy prąd I_{2c} strony wtórnej transformatora będzie wynosił:

I_{2c}=\frac{P_{N}}{U_{N}}<I_{N}=\frac{P_{N}}{U_{N}\cos \varphi_{N}}

Zatem udało się zmniejszyć prądy w transformatorze, a straty w transformatorze również zależą od wartości prądów uzwojeń transformatora - uzwojenia te się grzeją po prostu.
Góra
Utwórz nowy temat Odpowiedz w temacie  [ Posty: 14 ] 


 Zobacz podobne tematy
 Tytuł tematu   Autor   Odpowiedzi 
 Sprawność transformatora - zadanie 2  mooseq  2
 Budowanie transformatora...  Tomek_Fizyk-10  9
 Dwa pytania odnośnie pomiaru indukcyjności  Fonari  1
 Wykres wskazowy - pytanie  kalwi  4
 Podstawowe pytanie dotyczące obwodów.  Chungu  2
 
Atom [Regulamin Forum] [Instrukcja LaTeX-a] [Poradnik] [F.A.Q.] [Reklama] [Kontakt]
Copyright (C) Karpatka.pl