Μετασχηματιστής

Μετασχηματιστής

tranformer, tranformator

Μετασχηματιστής

Αμοιβαία Επαγωγή
Μετασχηματιστής

- Ένα όργανο με το οποίο μπορούμε να μεταβάλλουμε την τάση του ηλεκτρικού ρεύματος.

Ετυμολογία

Η ονομασία "Μετασχηματιστής" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "μετασχηματισμός".

Εισαγωγή

Διαθέτει δύο πηνία, δηλαδή συρμάτινες περιελίξεις τυλιγμένες γύρω από σιδερένιους πυρήνες. Όταν ένα Εναλλασσόμενο Ρεύμα ορισμένης τάσης, περνάει από το πρώτο πηνίο (πρωτεύον), δημιουργεί ένα επίσης εναλλασσόμενο Μαγνητικό Πεδίο μέσα στον σιδερένιο πυρήνα.

Καθώς το μαγνητικό πεδίο αλλάζει διαρκώς κατεύθυνση, δημιουργείται ένα εναλλασσόμενο επαγωγικό ρεύμα στο δεύτερο πηνίο (δευτερεύον). Αυτό το ρεύμα του δευτερεύοντος πηνίου έχει μια άλλη τάση από το αρχικό, η οποία μάλιστα εξαρτάται από τον αριθμό των σπειρών των δύο πηνίων.

Συγκεκριμένα, αν το δευτερεύον πηνίο έχει περισσότερες σπείρες από το πρωτεύον η ταση μεγαλώνει, ενώ στην αντίθετη περίπτωση μειώνεται.

Προφανώς η ενέργεια δεν μεταβάλλεται, καθώς όταν μεγαλώνει η τάση, μειώνεται η ένταση του ρεύματος έτσι ώστε η ενέργεια να παραμένει σταθερή.

Επειδή όλες οι οικιακές συσκευές χρησιμοποιούν ηλεκτρικό ρεύμα τάσης πολύ χαμηλότερης από αυτή που δίνουν οι ηλεκτροπαραγωγοί σταθμοί, οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται ευρύτατα.

Ανάλυση

Ο μετασχηματιστής είναι μια συσκευή η οποία μεταφέρει Ηλεκτρική Ενέργεια μεταξύ δύο κυκλωμάτων, διαμέσου επαγωγικά συζευγμένων ηλεκτρικών αγωγών.

Ένα μεταβαλλόμενο Ηλεκτρικό Ρεύμα στο πρώτο κύκλωμα (το "πρωτεύον") δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο Μαγνητικό Πεδίο. Αυτό το μεταβαλλόμενο Μαγνητικό Πεδίο επάγει μεταβαλλόμενη τάση (δηλ. μεταβαλλόμενο Ηλεκτρικό Πεδίο) στο δεύτερο κύκλωμα (το "δευτερεύον"). Το φαινόμενο αυτό καλείται Αμοιβαία Επαγωγή.

Αν ένας Ηλεκτρικός Καταναλωτής είναι συνδεδεμένος στο δευτερεύον κύκλωμα, τότε θα υπάρξει ροή ηλεκτρικού φορτίου στο δευτερεύον πηνίο του μετασχηματιστή. Αυτό το φορτίο θα μεταφέρει ενέργεια από το πρωτεύον κύκλωμα, στον καταναλωτή που είναι συνδεδεμένος στο δευτερεύον κύκλωμα.

Η επαγόμενη τάση V_S στο δευτερεύον ενός ιδανικού μετασχηματιστή, είναι ανάλογη της τάσης V_P στο πρωτεύον κατά ένα συντελεστή ίσο με το λόγο του αριθμού Ν των περιελίξεων του σύρματος στα αντίστοιχα πηνία :

$\frac{V_{S}}{V_{P}} = \frac{N_{S}}{N_{P}}$

Οι δείκτες S,P προέρχονται από τις αγγλικές λέξεις secondary, primary, οι οποίες σημαίνουν αντίστοιχα δευτερεύον και πρωτεύον.

Με κατάλληλη επιλογή του αριθμού των περιελίξεων, ένας μετασχηματιστής επιτρέπει την ανύψωση μιας εναλλασσόμενης τάσης (αν N_S > N_P) ή τον υποβιβασμό της (αν N_S < N_P).

Οι μετασχηματιστές είναι ανάμεσα στις αποδοτικότερες ηλεκτρικές μηχανές, με κάποιες μεγάλες μονάδες να αποδίδουν έως και το 99.75% της ισχύος εισόδου τους στην έξοδό τους. Οι μετασχηματιστές κατασκευάζονται σε ευρεία γκάμα μεγεθών, που κυμαίνονται από μέγεθος νυχιού (όπως αυτοί που βρίσκονται μέσα σε ένα μικρόφωνο) έως τεράστιες μονάδες με βάρος εκατοντάδων τόνων που χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση τμημάτων των εθνικών δικτύων ηλεκτροδότησης. Όλοι λειτουργούν με βάση τις ίδιες αρχές, αν και υπάρχει πληθώρα διαφορετικών υλοποιήσεων.

Βασικές αρχές

Ο μετασχηματιστής βασίζεται σε δύο αρχές:

• πρώτον, ότι ένα Ηλεκτρικό Ρεύμα παράγει γύρω του, ένα Μαγνητικό Πεδίο (ηλεκτρομαγνητικό Φαινόμενο) και,
• δεύτερον, ότι ένα μεταβαλλόμενο Μαγνητικό Πεδίο σε ένα τυλιγμένο σύρμα ("πηνίο "), επάγει διαφορά δυναμικού στα άκρα του πηνίου (Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή).

Μεταβάλλοντας το ρεύμα στο πρωτεύον πηνίο , αλλάζει η ένταση του μαγνητικού του πεδίου. Εφόσον το μεταβαλλόμενο Μαγνητικό Πεδίο εκτείνεται και στο δευτερεύον πηνίο, επάγεται διαφορά δυναμικού στα άκρα του δευτερεύοντος.

Ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το πρωτεύον πηνίο δημιουργώντας Μαγνητικό Πεδίο.

Τόσο το πρωτεύον όσο και το δευτερεύον πηνίο περιελίσσονται γύρω από ένα μαγνητικό πυρήνα πολύ υψηλής μαγνητικής διαπερατότητας, π.χ. από σίδηρο.

Με αυτόν τον τρόπο εξασφαλίζεται ότι όσο το δυνατόν περισσότερες γραμμές του μαγνητικού πεδίου που παράγει το πρωτεύον ρεύμα, βρίσκονται εντός του πυρήνα και διαπερνούν τόσο από το πρωτεύον όσο και το δευτερεύον πηνίο .

Εσωτερική Αρθρογραφία

• Ηλεκτρική Τάση
• Ηλεκτρικό Ρεύμα

Ιστογραφία

• Ομώνυμο άρθρο στην Βικιπαίδεια
• Ομώνυμο άρθρο στην Livepedia
• noesis Κέντρο Διάδοσης Επιστημών *[ ]
• Μετασχηματιστές

Κίνδυνοι Χρήσης

Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες σε αυτήν την εγκυκλοπαίδεια ωστόσο, παρακαλούμε να λάβετε σοβαρά υπ' όψη ότι η "Sciencepedia" δεν μπορεί να εγγυηθεί, από καμιά άποψη, την εγκυρότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνει. "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα να έχουν αλλοιωθεί, βανδαλισθεί ή μεταβληθεί από κάποιο άτομο, η άποψη του οποίου δεν συνάδει με το "επίπεδο γνώσης" του ιδιαίτερου γνωστικού τομέα που σας ενδιαφέρει." Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι όλα τα άρθρα μπορεί να είναι ακριβή, γενικώς, και για μακρά χρονική περίοδο, αλλά να υποστούν κάποιο βανδαλισμό ή ακατάλληλη επεξεργασία, ελάχιστο χρονικό διάστημα, πριν τα δείτε. Επίσης, Οι διάφοροι "Εξωτερικοί Σύνδεσμοι (Links)" (όχι μόνον, της Sciencepedia αλλά και κάθε διαδικτυακού ιστότοπου (ή αλλιώς site)), αν και άκρως απαραίτητοι, είναι αδύνατον να ελεγχθούν (λόγω της ρευστής φύσης του Web), και επομένως είναι ενδεχόμενο να οδηγήσουν σε παραπλανητικό, κακόβουλο ή άσεμνο περιεχόμενο. Ο αναγνώστης πρέπει να είναι εξαιρετικά προσεκτικός όταν τους χρησιμοποιεί.

- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν

---

>>Διαμαρτυρία προς την wikia<<

- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)

---