N 1 U 2. Fig. 3.1 Transformatorul

Σχετικά έγγραφα

M. Stef Probleme 3 11 decembrie Curentul alternativ. Figura pentru problema 1.

a. Caracteristicile mecanice a motorului de c.c. cu excitaţie independentă (sau derivaţie)

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

7. RETELE ELECTRICE TRIFAZATE 7.1. RETELE ELECTRICE TRIFAZATE IN REGIM PERMANENT SINUSOIDAL

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Maşina sincronă. Probleme

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Circuite electrice in regim permanent

V O. = v I v stabilizator


Curs 4 Serii de numere reale

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

REDRESOARE MONOFAZATE CU FILTRU CAPACITIV

TRANSFORMATOARE MONOFAZATE DE SIGURANŢĂ ŞI ÎN CARCASĂ

FENOMENE TRANZITORII Circuite RC şi RLC în regim nestaţionar

Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB

Curs 2 DIODE. CIRCUITE DR

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

PROBLEME DE ELECTRICITATE

Electronică STUDIUL FENOMENULUI DE REDRESARE FILTRE ELECTRICE DE NETEZIRE

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

TEORIA CIRCUITELOR ELECTRICE

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 4. Măsurarea parametrilor mărimilor electrice

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

IV. CUADRIPOLI SI FILTRE ELECTRICE CAP. 13. CUADRIPOLI ELECTRICI

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

Electronică Analogică. Redresoare

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

EDITURA ACADEMIEI FORŢELOR AERIENE HENRI COANDĂ BRAŞOV

PROBLEME DE ELECTRICITATE ȘI MAGNETISM GIMNAZIU

CAP.5. MAŞINI ŞI TRANSFORMATOARE ELECTRICE

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Curs 1 Şiruri de numere reale

Analiza funcționării și proiectarea unui stabilizator de tensiune continuă realizat cu o diodă Zener

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Transformatoare de mică putere Relaţii de proiectare

Integrala nedefinită (primitive)

CAPITOLUL 3. STABILIZATOARE DE TENSIUNE

4. Măsurarea tensiunilor şi a curenţilor electrici. Voltmetre electronice analogice

Conf.dr.ing. Lucian PETRESCU CURS 4 ~ CURS 4 ~

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Electronică anul II PROBLEME

TRANSFORMATOARE TRIFAZATE DE PUTERE

( ) Recapitulare formule de calcul puteri ale numărului 10 = Problema 1. Să se calculeze: Rezolvare: (

Subiecte Clasa a VII-a

MARCAREA REZISTOARELOR

Clasa a X-a, Producerea si utilizarea curentului electric continuu

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Lucrarea nr. 5 STABILIZATOARE DE TENSIUNE. 1. Scopurile lucrării: 2. Consideraţii teoretice. 2.1 Stabilizatorul derivaţie

Curentul electric stationar


(N) joncţiunea BC. polarizată invers I E = I C + I B. Figura 5.13 Prezentarea funcţionării tranzistorului NPN

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Figura 1. Caracteristica de funcţionare a modelului liniar pe porţiuni al diodei semiconductoare..

Exemple de probleme rezolvate pentru cursurile DEEA Tranzistoare bipolare cu joncţiuni

Subiecte Clasa a VIII-a

Aparate de măsurat. Măsurări electronice Rezumatul cursului 2. MEE - prof. dr. ing. Ioan D. Oltean 1

EPSICOM. MULTI-PURPOSE INVERTER V 3.2 INVERTOR 12Vcc-220Vca EP Ready Prototyping. Cuprins. Idei pentru afaceri. Hobby & Proiecte Educationale

i R i Z D 1 Fig. 1 T 1 Fig. 2

Tranzistoare bipolare cu joncţiuni

Lucrarea Nr. 5 Circuite simple cu diode (Aplicaţii)

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

LUCRAREA NR. 1 STUDIUL SURSELOR DE CURENT

Stabilizator cu diodă Zener

1. PRODUCEREA CURENTULUI ALTERNATIV

Examen AG. Student:... Grupa:... ianuarie 2011

Examen AG. Student:... Grupa: ianuarie 2016

COMPARATOARE DE TENSIUNE CU AO FĂRĂ REACŢIE

Capitolul II TRANSFORMATOARE ELECTRICE

Studiul câmpului magnetic în exteriorul unui conductor liniar foarte lung parcurs de un curent electric. Verificarea legii lui Biot şi Savart

Circuite cu tranzistoare. 1. Inversorul CMOS

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

Electronică Analogică. 5. Amplificatoare

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Tranzistoare bipolare şi cu efect de câmp

Determinarea tensiunii de ieşire. Amplificarea în tensiune

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

1. REZISTOARE 1.1. GENERALITĂŢI PRIVIND REZISTOARELE DEFINIŢIE. UNITĂŢI DE MĂSURĂ. PARAMETRII ELECTRICI SPECIFICI REZISTOARELOR SIMBOLURILE

SIGURANŢE CILINDRICE

Amplificatoare liniare

Electronică Analogică. Redresoare -2-

TEHNOLOGIA ŞI PROIECTAREA TRANSFORMATORULUI DE REŢEA MONOFAZIC DE MICĂ PUTERE - Ghid pentru tema de casă CCP-

Proiectarea filtrelor prin metoda pierderilor de inserţie

L6. PUNŢI DE CURENT ALTERNATIV

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Polarizarea tranzistoarelor bipolare

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

5. Circuite electrice liniare în regim periodic nesinusoidal Elemente introductive

ENUNŢURI ŞI REZOLVĂRI 2013

Transcript:

SRSE ŞI CIRCITE DE ALIMETARE 3. TRASFORMATORL 3. Principiul transformatorului Transformatorul este un aparat electrotehnic static, bazat pe fenomenul inducţiei electromagnetice, construit pentru a primi putere electrică, în curent alternativ, sub o tensiune şi o intensitate I aplicată unui circuit primar şi a o reda, cu aceeaşi frecvenţă, sub o tensiune şi o intensitate I la bornele unui circuit secundar, ca în figura 3.. I Φ I R S Fig. 3. Transformatorul Transformatorul permite, deci, transformarea unei tensiuni în altă tensiune, transformare necesară pentru transportul (transferul) şi distribuţia cu pierderi minime de energie electrică în curent alternativ. 3. Construcţia şi funcţionarea transformatorului monofazat Transformatorul monofazat se compune dintr-un miez (cadru) din fier ce realizează un circuit magnetic închis, format din tole cu grosimea de 0,3,, 0,5 mm, izolate între ele cu lac sau cu hârtie pentru a împiedica formarea curenţilor Foucault de mare intensitate. Materialul utilizat pentru realizarea tolelor este un aliaj de fier cu,5,, 4% Si, numit ferosiliciu, în care pierderile de energie sunt 60

3. TRASFORMATORL minime, atunci când, la inversarea magnetizării, energia electrică se transformă în căldură (fenomenul de histerezis). Pe miez se bobinează două înfăşurări (bobine) din sârmă de cupru. Miezul magnetic realizează un cuplaj magnetic strâns între aceste înfăşurări prin concentrarea liniilor câmpului de inducţie magnetică şi măreşte fluxul de inducţie magnetică (pentru fier µ r >> ) prin spirele celor două circuite. Circuitul căruia i se aplică tensiunea generatorului de alimentare se numeşte primar. Al doilea circuit se numeşte secundar. Acesta este generatorul de tensiune pe linia de întrebuinţare. Presupunem că ambele circuite ale transformatorului au spirele înfăşurate în acelaşi sens şi că fiecare are respectiv spire. Transformatorul se consideră că funcţionează în gol (i =0, adică circuitul secundar este fără consumator). Dacă se aplică transformatorului tensiunea alternativă u de valoare efectivă în primar apare curentul de intensitate i şi valoare efectivă I. Acesta dă naştere fluxului magnetic alternativ, având valoarea instantanee Φ = Φ m cos ωt. Acest flux variabil care străbate spirele ambelor înfăşurări face să apară în cele spire ale primarului o t.e.m. de autoinducţie: e = = ωφ m sinωt dt iar în secundar, t.e.m. este: e = = ωφ m sinωt dt Facem raportul celor două relaţii: e = e Conform legii lui Ohm, în circuitul primar suma dintre tensiunea de alimentare u şi t.e.m. de autoinducţie e trebuie să fie egală cu căderea de tensiune din primar: u = + e Ri unde R este rezistenţa primarului. 6

SRSE ŞI CIRCITE DE ALIMETARE De obicei, valoarea lui R este mică şi produsul R i se poate neglija, astfel încât: e u Semnul '' '' arată că t.e.m. de autoinducţie este în opoziţie de fază cu tensiunea reţelei de alimentare a transformatorului, u. La funcţionarea în gol a transformatorului, t.e.m. e este egală cu tensiunea u de la bornele secundarului: e = u Rezultă deci, că: e e T.e.m. e şi e sunt în fază, iar tensiunile u şi u sunt în opoziţie de fază (semnul '' - '' din faţa raportului u / u indică această defazare, de π radiani). În valoare absolută, rezultă o relaţie şi între valorile efective ale mărimilor alternative: E E = = k Raportul tensiunilor la bornele înfăşurărilor, la mersul în gol al transformatorului, notat cu k, se numeşte raportul de transformare al transformatorului. Dacă k <, u > u, transformatorul poartă denumirea de transformator ridicător de tensiune, iar dacă k >, u < u, se numeşte transformator coborâtor de tensiune. Când k =, u = u, transformatorul serveşte la separarea electrică a circuitelor, ele rămânând cuplate prin câmp magnetic, adică cuplate inductiv. Transformatoarele cu raport de transformare apropiat de unitate sunt folosite în unele montaje din electronică. Dacă la bornele transformatorului se conectează un consumator rezistiv de rezistenţă R S, prin circuitul secundar va apărea curentul de intensitate i. În acest caz, u e deoarece apare căderea de tensiune pe sarcină R S i. În condiţii normale 6

3. TRASFORMATORL (nominale) de funcţionare, diferenţa e - u este mică, deoarece şi pierderile Joule în secundarul transformatorului sunt mici. Se poate deci considera că practic, puterea P din primar şi cea din secundar P sunt egale: P = P sau I = I, de unde: = I I = k Pentru cazul transformatorului care funcţionează în sarcină, în sensul că la bornele primarului se aplică tensiunea u de la o reţea de alimentare, iar la bornele înfăşurării secundare este conectat un receptor (consumator) de curent alternativ, procesele fizice sunt, în principal, următoarele: circuitul secundar fiind închis printr-un consumator oarecare, rezistiv sau rezistiv - reactiv, t.e.m. produce în el un curent de intensitate i. Acest curent produce la rândul său un flux Φ care conform legii lui Lenz este de sens contrar fluxului creat de curentul primar, denumit flux de regim Φ. Având în vedere faptul că transferul de putere din primar în secundar (realizat prin cuplaj magnetic) face să apară o serie de pierderi de natură electrică şi magnetică (prin efect Joule în înfăşurări şi pierderi prin curenţi turbionari şi histerezis în miezul de fier) valoarea maximă a fluxului Φ este mai mică decât valoarea maximă a lui Φ. Diferenţa celor două fluxuri constituie fluxul principal prin transformator şi este practic egal cu fluxul Φ = Φ m cos ωt produs de curentul primar la mersul în gol al transformatorului: Φ = Φ - Φ = Φ m cos ωt. La o creştere a sarcinii, valoarea maximă a lui Φ creşte şi are ca efect tendinţa de scădere a fluxului principal Φ. Ca efect, din relaţia: u i = dt, din u + e = Ri, e = R dt rezultă că valoarea efectivă I creşte. Creşterea lui I implică creşterea valorii maxime a fluxului Φ. Ca urmare, Φ m rămâne practic constant în raport cu variaţia sarcinii. Aşadar, când creşte sarcina transformatorului, adică creşte I, creşte şi intensitatea curentului I prin circuitul primar, deoarece puterea furnizată în secundar creşte şi deci trebuie să crească şi puterea absorbită de primar de la 63

SRSE ŞI CIRCITE DE ALIMETARE reţeaua de alimentare. Invers, la scăderea puterii în secundar, scade şi puterea absorbită de primar. Pentru transformatoarele de înaltă frecvenţă din aparatura electronică se folosesc miezuri din ferită (amestec sinterizat din oxizi de fier şi alţi oxizi) care au permitivitate relativă mare şi conductivitate redusă. Randamentul transformatorului se defineşte ca fiind raportul dintre puterea activă P furnizată de secundar şi puterea activă P primită de către primar de la reţeaua de alimentare. Diferenţa P - P reprezintă puterea pierdută de transformator, care se compune din pierderile prin efect Joule în înfăşurările transformatorului numite pierderi în cupru P Cu = R I + R I şi pierderile prin histerezis şi curenţi turbionari, numite pierderi în fier, P Fe. Deci, expresia randamentului este: sau: η = P P η = P P + P Cu + P Fe Randamentul atinge un maxim când P Cu = P Fe. Cum transformatorul nu are piese în mişcare, ele nu au pierderi de energie prin frecări şi funcţionează cu randamente mai mari decât ale maşinilor electrice rotative, atingând chiar valori de 99% la transformatoarele de putere mare. În fig. 3. se prezintă bilanţul puterilor active într-un transformator lucrând în sarcină. P I I P Cu P Fe P Cu P R S 64 Fig. 3. Bilanţul puterilor active într-un transformator lucrând în sarcină

3. TRASFORMATORL ÎTREBĂRI PROBLEME. Ce valori poate căpăta tensiunea de ieşire dintr-un transformator în raport cu tensiunea de intrare?. Care este rolul straturilor izolatoare (lac sau hârtie) dintre tolele miezului unui transformator? 3. Pentru situaţia în care ambele circuite ale transformatorului au spirele înfăşurate în acelaşi sens, precizaţi faza între tensiunea electromotoare de autoinducţie din primarul transformatorului şi tensiunea electromotoare indusă în secundar. 4. Pentru situaţia în care ambele circuite ale transformatorului au spirele înfăşurate în acelaşi sens, precizaţi faza între tensiunea din primarul transformatorului şi tensiunea din secundar 5. Pentru cazul transformatorului care funcţionează în sarcină, t.e.m. din secundar produce un curent de intensitate i. Acest curent determină apariţia unui flux magnetic Φ. Care este sensul acestui flux faţă de fluxul magnetic Φ? 6. Cum este ca valoare, pentru un transformator ridicător de tensiune, fluxul magnetic secundar Φ faţă de fluxul magnetic Φ din primar? 7. Ce se constată pentru un transformator funcţionând în sarcină, la o creştere a sarcinii, pentru valoarea maximă a fluxului Φ m? 8. Ce reprezintă fluxul principal pentru un transformator funcţionând în sarcină? 9. Ce se întâmplă la creşterea sarcinii unui transformator cu valoarea maximă a fluxului principal Φ m? 65