Symulacja interaktywna

Transformator

W transformatorze zachodzą dość skomplikowane procesy. Symulacja pokazuje, jak wartość mocy wydzielonej w obwodzie wtórnym zależy od oporu R tego obwodu oraz jak zmieniają się wykresy zależności czasowej natężenia prądu w obwodzie pierwotnym i mocy chwilowej przekazywanej do obwodu wtórnego, wreszcie - jak zmienia się wartość skuteczna przekazywanej mocy.

RuVmOmDEcacE6

Symulacja interaktywna – alternatywne zadania. 1. Wybierz prawidłowe dokończenie zdania: Gdy ładowarkę telefonu pozostawimy podłączoną do sieci po zakończeniu ładowania, to… a) …przez uzwojenie pierwotne transformatora nie będzie płynął prąd. b) …przez uzwojenie pierwotne transformatora będzie płynął prąd, którego przesunięcie w fazie względem napięcia wynosi pi. c) …przez uzwojenie pierwotne transformatora będzie płynął prąd, którego przesunięcie w fazie względem napięcia wynosi jedna druga pi lub minus jedna druga pi. Uzupełnij zdania wybierając poprawną odpowiedź z nawiasu: Moc wydzielona w uzwojeniu wtórnym transformatora idealnego jest (równa mocy / większa niż moc) wydzielonej w uzwojeniu pierwotnym. Dla transformatora rzeczywistego moc wydzielona w uzwojeniu wtórnym jest (mniejsza / większa) niż moc wydzielona w uzwojeniu pierwotnym. Poprawne odpowiedzi.Odpowiedź do zadania 1. Gdy ładowarkę telefonu pozostawimy podłączoną do sieci po zakończeniu ładowania, to…przez uzwojenie pierwotne transformatora będzie płynął prąd, którego przesunięcie w fazie względem napięcia wynosi pi. (odpowiedź b). Odpowiedź do zadania 2.Moc wydzielona w uzwojeniu wtórnym transformatora idealnego jest równa mocy wydzielonej w uzwojeniu pierwotnym. Dla transformatora rzeczywistego moc wydzielona w uzwojeniu wtórnym jest mniejsza niż moc wydzielona w uzwojeniu pierwotnym. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

R4IVTj3XEdApi

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Symulacja obrazuje działanie transformatora przy założeniu, że napięcie pierwotne ma charakter sinusoidalny. Przedstawiona dalej tabelka zawiera przykładowe wyniki symulacji dla różnych wartości oporu R podłączonego do uzwojenia wtórnego. Wartości w tabelce to:

R - opór podłączony do uzwojenia wtórnego,
nIndeks dolny 1 - liczba zwojów w uzwojeniu pierwotnym,
nIndeks dolny 2 - liczba zwojów w uzwojeniu wtórnym,
UIndeks dolny 1sk - pierwotne napięcie skuteczne,
UIndeks dolny 10 - amplituda napięcia pierwotnego,
UIndeks dolny 2sk - wtórne napięcie skuteczne,
UIndeks dolny 20 - amplituda napięcia wtórnego,
IIndeks dolny 10 - pierwotne natężenie prądu,
phi - przesunięcie fazowe natężenia prądu,
PIndeks dolny sk - moc wydzielona w obwodzie wtórnym.

R [omega]	nIndeks dolny 1	nIndeks dolny 2	UIndeks dolny 1sk [V]	UIndeks dolny 10 [V]	UIndeks dolny 2sk [V]	UIndeks dolny 20 [V]	IIndeks dolny 10 [A]	phi [°]	PIndeks dolny sk[W]
1000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	1,33	-12,81	211,60
3000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,52	-34,30	70,53
5000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,39	-48,66	42,32
7000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,35	-57,86	30,23
9000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,33	-63,96	23,51
11000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,32	-68,21	19,24
13000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,31	-71,31	16,28
15000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,31	-73,66	14,11
17000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,31	-75,49	12,45
19000	1100	2200	230	325,27	460	650,54	0,30	-76,97	11,14

Polecenie 1

Przy stałej liczbie zwojów nIndeks dolny 2 zmniejszaj np. dziesięciokrotnie wartość oporu R i obserwuj zmiany mocy wydzielonej w obwodzie wtórnym PIndeks dolny sk; zaobserwuj, jak przesuwa się wykres IIndeks dolny 1 (t) względem napięcia UIndeks dolny 1 (t), co pokazują zmiany kąta ϕ. Sprawdź, czy moc wydzielona na oporze w obwodzie wtórnym jest prawidłowo obliczona.

Użyj znanego wzoru na moc: $P_{s k} = \frac{U_{2 s k}^{2}}{R}$

Rachunku dokonaj kilkakrotnie, dla różnych wartości oporu R, który możesz zmieniać. Przekonaj się, że za każdym razem (gdy zmieniasz wartość oporu R) moc wydzieloną na oporze w obwodzie wtórnym możesz obliczyć jako moc przekazaną z generatora obwodowi pierwotnemu, czyli $P_{s k} = U_{1 s k} I_{1 s k} c o s φ$ , gdzie $I_{s k} = \frac{\sqrt{2}}{2} I_{0}$ .

Polecenie 1

Sprawdź, czy jesteś w stanie obliczyć moc wydzieloną na oporze w obwodzie wtórnym (ostatnia kolumna), korzystając z pozostałych informacji zawartych w tabelce.

Użyj znanego wzoru na moc: $P_{s k} = \frac{U_{2 s k}^{2}}{R}$

Rachunku dokonaj kilkakrotnie, dla różnych wartości oporu R. Przekonaj się, że za każdym razem (gdy zmieniasz wartość oporu) moc wydzieloną na oporze w obwodzie wtórnym możesz obliczyć jako moc przekazaną z generatora obwodowi pierwotnemu, czyli $P_{s k} = U_{1 s k} I_{1 s k} c o s φ$ , gdzie $I_{s k} = \frac{\sqrt{2}}{2} I_{10}$ .

Przeczytaj

Sprawdź się

Transformator