Výroba el. napětí/proudu: El. proud v kapalinách - elektrolýza     Faradayovy zákony elektrolýzy     Další praktická použití elektrolýzy     Fotodioda     Hallův jev    Alternátor    Generátor trojfázového napětí     Trojfázová soustava napětí     Transformátor     Přenosová soustava     

Transformátor

Transformátor je zařízení, které mění amplitudu střídavého napětí. Skládá se ze dvou cívek na společném jádře (obvykle na uzavřeném U-jádře - obr. 1).

obr. 1: Schéma transformátoru a schematická značka

Jedna z cívek se nazývá primární cívka (primární vinutí transformátoru), druhá sekundární cívka (sekundární vinutí). K primárnímu vinutí připojujeme napětí, jehož hodnotu chceme měnit, na sekundární cívce odebíráme napětí se změněnou hodnotou.

Odvodíme vztah pro ideální transformátor. Předpokládejme, je transformátor se sestává z ideálních cívek a že je bezeztrátový (tj. celý magnetický indukční tok vytvořený primární cívkou prochází sekundární cívkou). Primární cívku připojíme ke zdroji harmonického napětí, sekundární cívka nebude k ničemu připojena (tzv. chod transformátoru naprázdno) - obr. 2.

obr. 2: Chod transformátoru naprázdno 

Primární cívkou protéká střídavý proud, který vytváří proměnný magnetický indukční tok v jádře (tj. v primární i sekundární cívce). Jelikož tento magnetický indukční tok F je v obou cívkách stejný, na každém závitu se indukuje stejné napětí (podle Faradayova zákona ¤). Má-li primární cívka N₁ a sekundární cívka N₂ závitů, indukuje se na nich napětí o velikosti , resp. . Napětí indukované na primární cívce má stejnou velikost jako napětí zdroje. Vyloučením členu z obou rovnic dostaneme mezi primárním a sekundárním napětím vztah 

Toto je transformační rovnice: Napětí se transformují v poměru počtu závitů cívek transformátoru. Číslo k se nazývá transformační poměr transformátoru. Je-li k < 1, jedná se o transformaci dolů, případě k > 1 o transformaci nahoru.

Nyní připojíme k vývodům sekundární cívky zátěž - rezistor (obr. 3).

obr. 3: Chod transformátoru se zátěží

Nyní protéká proud i sekundární cívkou. Výkon v primárním obvodu je P₁ = U₁I₁, v sekundárním obvodu P₂ = U₂I₂ (U_1,2 a I_1,2 jsou efektivní hodnoty napětí a proudu). Za předpokladu, že se výkon zachovává, je P₁ = P₂ a tedy U₁I₁ = U₂I₂. Po dosazení z transformační rovnice za napětí je

Proud se transformuje v obráceném poměru počtu závitů. 

Další kapitola: Přenosová soustava ¤

Verze pro tisk