transformační poměr (převod) - základní škola ... · penÍze eu ŠkolÁm č. projektu...

www.isstechn.cz PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC

ISŠT Mělník

Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0061

Označení materiálu VY_32_INOVACE_H.2.05

Název školy Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti

2566, 276 01 Mělník

Autor Ing.František Moravec

Tematická oblast Elektrotechnika

Ročník 2ME

Anotace Elektrické stroje netočivé - transformátory

Metodický pokyn Frontální vyučování doplněné metodou průběžného

kladení otázek pro objasnění probírané látky. Po

výkladu následuje kontrolní test a ověření vyložené

látky za pomocí internetového online testu

Zhotoveno květen 2012



Transformační poměr (převod)

Transformační poměr (převod) transformátoru

• Udává vzájemný poměr počtu závitů primární a sekundární cívky

• Pro transformační poměr p platí vztah :

kde

N1 = počet závitů primární (vstupní) cívky [záv]

N2 = počet závitů sekundární (výstupní) cívky [záv]

• Stejný poměr, jako mají mezi sebou počty závitů obou vinutí transformátoru, mají i napětí na nich naměřená

• Kolikrát více závitů je u transformátoru na jeho výstupním vinutí N2, než na jeho vstupním N1, tolikrát je i větší výstupní napětí U2, oproti vstupnímu U1 a

tedy platí :

1

2

N

Np

1

2

1

2

U

U

N

Np




• Vzhledem k malým ztrátám, při transformaci proudů a napětí z primární na

sekundární stranu transformátoru, se výkon P2 prakticky neliší od příkonu P1

a platí :

kde a

• Protože je stejná frekvence pro obě střídavá napětí, platí i cosφ1 = cosφ2 a

pak lze psát :

* Při transformaci jsou proudy a napětí v nepřímém poměru !

Kompletní vztah pro vyjádření převodového poměru :

2

1

1

2

1

2

I

I

U

U

N

Np

1111 cos IUP 2222 cos IUP

21 PP

22211 coscos IUIU

2211 IUIU 2

1

1

2

I

I

U

U

Primár: N1 – závity [záv], U1 – napětí [V], I1 - proud [A]

Sekundár: N2 – závity [záv], U2 – napětí [V], I2 - proud [A]




• Převodový poměr p transformátoru udává, zda jeho výstupní napětí U2 bude po transformaci menší, větší a nebo stejné, oproti vstupnímu napětí U1

I. Transformace nahoru => transformační poměr p > 1, napětí zvyšuje

• N2 > N1 (počet závitů na sekundární cívce je větší než na primární cívce)

• U2 > U1 (vzniklé napětí je větší než vstupní napětí)

Využití: VN a VVN transformátory, zapalovací cívky vozidel, zdroje pro napájení elektronkových zařízení apod.

II. Transformace dolů => transformační poměr p < 1, snižuje napětí

• N2 < N1 (počet závitů na sekundární cívce je menší než na primární cívce)

• U2 < U1 (vzniklé napětí je menší než vstupní napětí)

• Využití: Nabíječky akumulátorů, napájecí zdroje elektronických zařízení v domácnosti (počítače, DVD přehrávače, hračky…) apod.

III. Transformace 1 : 1 => transformační poměr p = 1, převádí a odděluje

• N2 = N1 (počet závitů na sekundární cívce a primární cívce je shodný)

• U2 = U1 (vzniklé napětí je shodné se vstupním napětím)

• Využití: Oddělovací a bezpečnostní transformátory určené pro speciální podmínky, kde hrozí zvýšené riziko úrazu el.proudem




Příklad 1:

Kolik závitů má sekundární vinutí transformátoru určeného pro

napájení modelové autodráhy o napětí 12V z el.sítě, když primární

vinutí je navinuto 1200 závity ?

Řešení :

U1 = 230V, U2 = 12V, N1 = 1200záv, N2 = ?

* napětí U1 = 230V, neboť v zadání stojí, že jde o napájení z el.sítě

Počet závitů N2 zjistíme pomocí vztahu pro určení transformačního poměru,

ve kterém počítáme v tomto případě pouze s napětími a počty závitů

Sekundární vinutí bude mít 63 závitů

2

1

1

2

1

2

I

I

U

U

N

Np

1

2

1

2

U

U

N

Np 2112 UNUN

1

212

U

UNN závN 63

230

14400

230

12.1200

230

1212002




Příklad 2:

Jaké napětí naměříme na sekundárním vinutí síťového transformátoru,

když jeho primární vinutí má 1000 závitů a sekundární 200 závitů ?




Řešení 2:

U1 = 230V, N1 = 1000 záv, N2 = 200 záv, U2 = ?


Velikost napětí U2 zjistíme pomocí vztahu pro určení transformačního

poměru, ve kterém počítáme opět pouze s napětími a počty závitů

Na sekundárním vinutí transformátoru naměříme napětí 46V

2

1

1

2

1

2

I

I

U

U

N

Np

1

2

1

2

U

U

N

Np 2112 UNUN

1

212

N

NUU V

záv

závVU 46

5

1.230

1000

2002302




Příklad 3:

Jaký proud odebírá transformátor ze sítě, když na jeho sekundární

vinutí je připojen elektromotor, který při napětí 24V odebírá proud 2A ?




Řešení 3:

U1 = 230V, U2 = 24V, I2 = 2A, I1 = ?


Velikost proudu I1 zjistíme pomocí vztahu pro určení transformačního

poměru, ve kterém počítáme tentokráte pouze s napětími a proudy

Transformátor bude ze sítě odebírat proud 0,21A

2

1

1

2

1

2

I

I

U

U

N

Np

1

2

2

1

U

U

I

Ip 2211 UIUI

1

221

U

UII A

V

VAI 21,0

230

24.2

230

2421



Test - 5

1. Co udává transformační poměr ?

2. Zapište vztah pro výpočet příkonu transformátoru P1 = ?

3. Zapište vztah pro výpočet výkonu ideálního transformátoru P2 = ?

4. Zapište kompletní vztah pro vyjádření převodového (transformačního) poměru transformátoru

5. Za jakých podmínek transformátor napětí zvyšuje ? Jaký bude poměr p ?

6. Za jakých podmínek transformátor napětí zvyšuje ? Jaký bude poměr p ?



Opakování

Samostatná práce

S využitím internetu si otestujte na níže uvedené stránce:

http://www.zstyrfren.cz/Aktivity/projekty/granty/vice/materialy/onlinetesty/04/transformator.htm

znalost výpočtů převodového poměru u různých transformátorů

Řešení:

DUMY - VY_32_ INOVACE_H.2.05 str. 2 – 9

http://www.zstyrfren.cz/Aktivity/projekty/granty/vice/materialy/onlinetesty/04/transformator.htm



[1] „Příručka pro elektrotechnika“ – Ing.Klaus Tkotz a kol., vydalo nakladatelství Europa-

Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2006 (ISBN 80-86706-13-3)

[2] „Praktická elektrotechnika“ – Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa-

Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2004 (ISBN 80-86706-07-9)

[3] „Základy elektrotechniky II, pro 2. a 3. ročník SOU elektrotechnických“ – Ing.Ladislav

Voženílek, Ing.František Lstibůrek, vydalo SNTL Praha 1 v roce 1989

[4] Volně šířené a dostupné firemní prezentační materiály a prodejní katalogy výrobců

spínacích a jistících přístrojů

[5] Archiv autora

Seznam zdrojů obrázků na jednotlivých stranách prezentace:

3. [5], [4] http://www.enika.cz/cz/soucastky-pro-elektroniku/jisteni/pojistky.html

4. simulace programu www.crocodile-clips.com/education/

5. simulace programu www.crocodile-clips.com/education/

www.isstechn.cz

ISŠT Mělník

PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.


Použitá literatura:

http://www.enika.cz/cz/soucastky-pro-elektroniku/jisteni/pojistky.html





http://www.crocodile-clips.com/education/






transformační poměr (převod) - základní škola ... · penÍze eu ŠkolÁm č. projektu...

Documents