Transzformátorok működése, cikkek, érdekességek

TrafóFizika

Mi az a transzformátor?

Transzformátorok működése

dscf3636.JPGA transzformátor alapvetően egy olyan, nem mozgó elektronikai eszköz, amely az elektromos áram feszültségét megváltoztatja. Alapvető haszna, hogy lehetővé teszi az áram nagy távolságokra történő szállítását gazdaságilag hatékony módon.

A transzformátor tehát az indukció elvén váltakozófeszültséget más váltakozófeszültséggé alakít át. Két tekercselése van, a primer tekercselést hálózatra kapcsoljuk, a szekunder tekercselést pedig a fogyasztóra kötjük. Látszólagos teljesítményét egy adattáblájáról VA-ekben olvashatjuk le. 

A közös vasmagon lévő két tekercs közül, ha az egyiket váltakozófeszültségre kötjük, a vasban keletkező váltakozó irányú mágneses fluxus a másik tekercsben váltakozófeszültséget indukál. Ha erre a tekercsre fogyasztót kapcsolunk, váltakozóáram indul meg az indukált feszültség hatására.

A transzformátornak zárt vasmagja van, hogy a mágneses erővonalak (fluxus) a jó mágneses vezetőképességű vasban záródjanak, és a szórt fluxus kicsi legyen.

A jobb oldali ábra a transzformátor elvi működését mutatja. Az U1 festransformer3d_col3_hu_svg.pngzültségre kapcsolt primer tekercselésnek n1 menete van. A szekunder tekercs nmeneteiben Ufeszültség indukálódik. Ha a szekunder oldalra R ellenállású fogyasztót kapcsolnak, a szekunder oldalon I2 áram indul meg, ami a primer oldalon lévő Iárammal arányban áll. A feszültségek a menetszámokkal egyenesen arányosak, míg az áramerősségek a menetszámokkal fordítottan. 

A menetszámok viszonyát a transzformátor áttételének nevezzük. 

A transzformátorokra igaz tehát, hogy

  1. A feszültségek viszonya egyenlő az áttétellel
  2. Az áramerősségek viszonya a feszültségek viszonyainak reciprok értéke
  3. A bemenő teljesítmény egyenlő a kimenő teljesítménnyel

A transzformátorok teljesítménye S voltamperekben (VA), illetve nagyobb transzformátoroknál kilovoltamperben (kVA) van megadva, ez a látszólagos teljesítmény. A transzformátor P, azaz hasznos teljesítményét úgy kapjuk, ha az S látszólagos teljesítményt megszorozzuk 0,8-al (ideális esetben cos fi-vel).

 

Transzformátorok története

Az elektromágneses indukció törvényeit Michael Faraday angol fizikus-kémikus határozta meg 1831-ben. Faraday induktivitás-törvénye azt mondja ki, hogy amikor egy mágneses mező időben változik, elektromos mezőt gerjeszt. Ez az elmélet a transzformátorok működésének alapja. 

Az első olyan zárt vasmagú transzformátort, ami energiaátvitelre alkalmas volt, Déri Miksa, Bláthy Ottó Titusz és Zipernowsky Károly szabadalmaztatta 131 éve, Budapesten. Az alapvető lényege a szabadalomnak az volt, hogy az akkori, 100-150 voltos fényforrások működtetéséhez szükséges elektromos áramot a nagyobb távolságra való eljuttatáshoz meg kellett növelni a feszültséget. Ezt Thomas Alva Edison , az izzólámpa feltalálója két, sorba kötött dinamóval, vezetékes egyenáramú rendszerrel oldotta meg. 

Bláthy Ottó és Zipernowsky az akkor már létező nyílt vasmagos, soros kötésű megoldás problémáira rámutatva tovább folytatták a munkát, míg nem 1885. Január 2-án benyújtották szabadalom-kérelmüket egy párhuzamos kapcsolású, 1:1-től eltérő, tetszőleges áttételű váltóáramú induktorokkal működő elosztórendszerre. A transzformátor, mint kifejezés, ekkor született. 

Az általuk kifejlesztett transzformátor gyakorlatilag minden mai transzformátor alapja, működési elve ugyanaz, attól függetlenül, hogy számos egyéb fejlesztésen mentek azóta keresztül. Ahogy a transzformátorok rengeteg lehetőséget nyitottak az elektronikában, az irántuk támasztott igények is nőttek. Ilyen igény volt a nagyobb energiaszükséglet, vagy a szigetelés és hűtési problémák.

Forrás: Wikipedia, Elektromuzeum.Hu, Mult-kor.Hu

süti beállítások módosítása