Fysik

Hvad er en transformator og hvorfor?

22. november 2015 af Mki1234567 (Slettet) - Niveau: 9. klasse

Hej studieportalen.

Jeg har en fysikopgave om transformator og jeg synes at wiki siden er lidt svært at forstå. Så er der nogen som kunne fortælle mig lidt om en transformator og hvorfor den er nødvendig?

Tak på forhånd!

Brugbart svar (1)

Svar #1
22. november 2015 af mathon

Du skal se det i lyset af el-energitransport over store afstande.
Det gælder om at minimere effekttabet $P_{tab}=R\cdot I^2$ .
Når ledningernes dimensioner er valgt, har de en vis modstand ,
som man ikke kan ændre. Eneste mulighed er at mindske strømstyrken
Dette gøres ved at transformere dvs omforme størrelserne og
Effekten $U\cdot I$ er den samme, hvis produktet er konstant.
Gøres strømstyrken gange mindre, skal spændingen blot være gange større.
Det er netop, hvad der sker ved transformation:

$U_s\cdot I_s=U_p\cdot I_p$

$\frac{I_s}{I_p}=\frac{U_p}{U_s}$ strømstyrken og spændingen er omvendt proportionale.

Går strømstyrken gange ned, går sændingen op.

Betegnelsen burde så være lavstøm, men der er mere fynd i HØJSPÆNDING.

Forståelsen kræver lavstrøm, men betegnelsen er højspænding.

Brugbart svar (1)

Svar #2
22. november 2015 af mathon

Nyttig effekt i en ideal transformer
er
Produceret effekt minus effekttab

$P_{forbruger}=U\cdot I-R\cdot I^2$ .

Et fysiklokaleforsøg kan illustrere dette. Du må forestille dig en ideal - dvs tabsfri - transformer

Sendes $220\; V\! \! \sim$ gennem 2 ledere, hvor der i hver er indskudt $5\, \Omega \, 's$ modstande, er den samlede modstand $10\, \Omega .$ Hvis strømstyrken er $I=10\, A$
har du:

$P_{forbruger}=(220\, V\cdot (10\, A)-(10\, \OmegaR)\cdot (10\, A)^2=1200\, W.$

Sættes spændingen 10 gange op og dermed strømstyrken 10 gange ned,
har du:
$P_{forbruger}=(2200\, V\cdot (1\, A)-(10\; \Omega )\cdot (1\, A)^2=2190\, W.$

Brugbart svar (1)

Svar #3
22. november 2015 af Eksperimentalfysikeren

En transformator består af mindst to spoler, der er magnetisk tæt koblede, hvilket vil sige, at magnetfeltet fra den anden i det væsentlige går gennem den anden. Ofte har de to spoler en fælles jernkerne, men der findes transformatorer, der ikke har nogen jernkerne.

Man kalder den ene spole for primærspolen og den anden for sekundærspolen. Primærspolen sluttes til en vekselspændingskilde og sekundærspolen til en forbruger, f.eks. en lampe. spændingen over primærspolen vil frembringe en strøm gennem primærspolen. Dens magnetfelt vil inducere en spænding i sekundærspolen. Har primærspolen n_p vindinger og sekundæspolen n_s vindinger, vil spændingen, U_s, på sekundærspolen kunne beregnes af:

$\frac{U_{s}}{U_{p}} = \frac{n_{s}}{n_{p}}$

U_s bevirker, at der løber en strøm, I_s gennem forbrugeren. Da transformatoren er næsten tabsfri, kan primærstrømmen beregnes af

$\frac{I_{p}}{I_{s}} = \frac{n_{s}}{n_{p}}$

Herved får man at

$P_{p}=U_{p}I_{p}=U_{s}I_{s} = P_{s}$

Svar #4
22. november 2015 af Mki1234567 (Slettet)

Tak for svarene. De hjalp mig videre :-)

Skriv et svar til: Hvad er en transformator og hvorfor?

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.