9. A transzformátor
9. A transzformátor 149. old.
1. (149/1)
Összefoglaló tablót vagy infografikát a transzformátorról készíteni.
2. (149/2)
A transzformátor "galvanikus leválasztása" azt jelenti, hogy az eszköz elektromosan el van szigetelve a hálózattól, mivel a primer és szekunder tekercsek között nincs közvetlen elektromos kapcsolat. Ehelyett az energia átadása mágneses indukcióval történik. Ez a leválasztás több szempontból is biztonságosabbá teszi az eszköz használatát:
- Áramütés elleni védelem: Ha egy eszköz galvanikusan le van választva, akkor a hálózati feszültség nem juthat közvetlenül a felhasználóhoz, még akkor sem, ha az eszköz meghibásodik. Ez jelentősen csökkenti az áramütés kockázatát.
- Földzárlat elleni védelem: A galvanikus leválasztás megakadályozza, hogy a hálózati földelés hibái vagy zavarai hatással legyenek az eszközre, így elkerülhetők a földzárlatokból eredő problémák.
- Zavarvédelem: A leválasztás csökkenti a hálózati zavarok, például elektromos zajok vagy túlfeszültségek átterjedését az eszközre, ami különösen fontos érzékeny elektronikai berendezések esetén.
Ezért a galvanikusan leválasztott transzformátorok gyakran használatosak orvosi eszközökben, laboratóriumi műszerekben és más olyan helyeken, ahol a biztonság kiemelten fontos.
3. (149/3)
Egy transzformátor esetén a menetszámok és a feszültségek közötti összefüggést az alábbi arány határozza meg:
\(\)
Ahol:
- Np = a primer tekercs menetszáma,
- Ns=5, a szekunder tekercs menetszáma,
- Up=230 V (hálózati feszültség),
- Us=5 V (szekunder feszültség).
Számítás:
Kifejezve a primer tekercs menetszámát:
Helyettesítsünk:
Eredmény:
A primer tekercs menetszáma 230.
4. (149/4)
A transzformátorok feszültségviszonya a menetszám arányából számítható ki az alábbi képlet alapján:
Ahol:
- Np: Primer tekercs menetszáma,
- Ns: Szekunder tekercs menetszáma,
- Up: Primer feszültség,
- Us: Szekunder feszültség.
Most nézzük az összekapcsolásokat:
Primer menetszám (Np)
Szekunder menetszám (Nsz)
Primer feszültség (Up)
Szekunder feszültség (Usz)
50
300
1,5 V
9 V
30
1000
12 V
400 V
4000
800
230 V
46 V
50
300
230 V
1380 V
30
1000
110 V
3666 V
4000
800
90 V
18 V
5. (149/5)
Mivel a primer menetszám sosem nagyobb 100-nál, az adatok szétválogathatók úgy, hogy a primer adatok 100 vagy kisebb menetszámhoz tartozzanak, míg a szekunder értékek a nagyobb menetszámhoz.
Szétválogatott táblázat
Primer menetszám (Np ≤ 100)
Primer feszültség (Up)
Szekunder menetszám (Nsz > 100)
Szekunder feszültség (Usz)
25
2,9 V
400
17,2 V
50
3,3 V
500
33,6 V
100
4,3 V
600
65,1 V
6. (149/6)
Ha rendelkezésre áll egy laptoptöltő, akkor annak adattábláján találhatod a szekunder feszültség értékét. Ez általában 19 V körül szokott lenni. Most végezzük el a számításokat az adott értékekkel!
a) Menetszámarány számítása
A transzformátor menetszámaránya a következő képlet alapján számítható:
- Up=230 V (primer feszültség),
- Us=19 V(szekunder feszültség).
Eredmény: A menetszámarány körülbelül 12,11:1.
b) A szekunder tekercs menetszáma
A menetszámarány alapján számítható a szekunder menetszám (Ns):
Ha a primer menetszám Np=80
Eredmény: A szekunder tekercs menetszáma körülbelül 7 (kerekítve, mivel egész szám kell).
7. (149/7)
A Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatalának weboldalán található információk alapján:
a) Déri Miksa, Zipernowsky Károly és Bláthy Ottó Titusz 1885-ben jelentették be a köpenytranszformátor szabadalmát. Ekkor:
- Déri Miksa 31 éves,
- Zipernowsky Károly 32 éves,
- Bláthy Ottó Titusz 25 éves volt.
b) A szabadalmat Németországban jelentették be, mivel akkoriban Magyarországon nem létezett megfelelő szabadalmi jogi védelem. Németországban azonban már fejlett szabadalmi rendszer működött, amely biztosította a találmány nemzetközi védelmét.
c) A köpenytranszformátor az akkori világban röviden "ZBD-transzformátor" néven terjedt el, amely a három feltaláló (Zipernowsky, Bláthy, Déri) nevének kezdőbetűiből származik.
d) Az első kísérleti transzformátoruk menetszámaránya 1:15 volt, ami azt jelenti, hogy a szekunder tekercs menetszáma 15-szöröse volt a primer tekercs menetszámának.
e) Az első nyilvános próbán a primer feszültség 1400 V, míg a szekunder feszültség 120 V volt.