11.sınıf fizik transformatörler, transformatör nedir, formülleri ve kullanım alanları ders notları.
Transformatör nedir?
Alternatif gerilimi alçaltan veya yükselten devre elemanına transformatör denir.
Transformatör yapısı
Transformatörde demir bir çekirdek bulunur. Bu demir çekirdek üzerine bakır telin kullanıldığı yalıtılmış sarımlar yerleştirilmiştir.
Sarımlar birer bobindir ve devre olarak adlandırılır.
Aşağıdaki şekilde gösterilen transformatörde iki sarım vardır yani transformatör iki devreden oluşur.
Birinci devreye verilen alternatif akım, ikinci devrede indüksiyon akımı meydana getirir.
Birinci sarım giriş devresidir. Primer devre denir.
VP = Primer (birinci) devre gerilimi. NP = Prime (birinci) devre sarım sayısı
İkinci devre çıkış devresidir. Seconder devre denir.
VS = Seconder (birinci) devre gerilimi. NS = Seconder (birinci) devre sarım sayısı
Transformatör özellikleri
1- Alternatif akımla (AC) çalışır.
2- Her iki bobinde AC frekansı eşittir
2- Bobin üzerindeki gerilim ile sarım sayısı orantılıdır.
3- Isı kaybı olmayan transformatörlere ideal transformatör denir.
Bu durumda verim %100 olur.
Giriş gücü çıkış gücüne eşittir.
PGiriş = PÇıkış
(Güç formülü P = i.V)
4- Günlük hayatta transformatörler ısı kaybı vardır ve verim %100 olmaz.
Verim çıkış gücünün, giriş gücüne oranıdır.
5- Alçaltıcı transformatör: Giriş gerilimi çıkış gerilimden büyük olan transformatörlere denir.
Vp > Vs ve Np > Ns
Yükseltici transformatör: Giriş gerilimi çıkış gerilimden küçük olan transformatörlere denir.
Vp < Vs ve Np < Ns
6- Değiştirme oranı: İkinci devre sarım sayısının / birinci devre sarım sayısına oranına denir.
Kullanım alanları
Elektrik santrallerinin çıkışında, şehir girişlerinde, elektrikli cihazlarda adaptör ve şarj cihazlarında kullanılır.
Örnek :
Yukarıda sırasıyla sarım sayıları 4N ve 12N verilen ideal transformatörün giriş gerilimi 10 Volt dur. Buna göre;
a) Transformatör alçaltıcı mıdır, yükseltici midir?
b) Değiştirme oranı kaçtır?
c) Çıkış gerilimi kaç Volt dur?
d) Birinci devrede etkin akım 6 A ise ikinci devrede kaç A dır ?
Çözümleri:
a) Np < Ns olduğu için yükseltici transformatördür.
b) Değiştirme oranı,
12/4 = 3 tür.
c) Çıkış gerilimi,
Vs = 30 Volt
d) İdeal tansformatör olduğu için Pp = Ps
Güç formülü P = i.V dir.
10.6 = 30.i
i =2 A bulunur.
