transformator - indukcja siły elektromotorycznej na uzwojeni
transformator - indukcja siły elektromotorycznej na uzwojeni
Od pewnego czasu nie mogę zrozumieć pewnego zjawiska zachodzącego w transformatorach, a dokładnie indukcji się SEM na uzwojeniu pierwotnym. Jeżeli dobrze zrozumiałem to jeżeli do uzwojenia pierwotnego przyłożymy napięcie spowoduje to przepływ prądu, który z kolei wytworzy strumień magnetyczny, który przewodzony magnetycznie obejmie uzwojenie wtórne i na podstawie zasady indukcji elektromagnetycznej wyindukuje się tam SEM E2, co doprowadzi przy zamkniętym obwodzie do powstania napięcia U2 i przepływu I2. Jednak nie mogę zrozumieć co dzieje się na uzwojeniu pierwotnym, z tego co wiem to zgodnie z regułą Lenza akcji - reakcji powstanie tam SEM E1, która będzie się starała zrewanżować szybkie zmiany strumienia magnetycznego, pod wpływem której zacznie plynąc w uzw. pierwotnym prąd o odwrotnym kierunku do głównego wywołującego wszystkie zjawiska. Jak mogą płynąć dwa prądy w jednym uzwojeniu w przeciwnych kierunkach? Czy je się odejmuje? Czy prąd o przeciwnym kierunku spowalnia zmiany strumienia magnetycznego (zmiennego)?
Ostatnio zmieniony 18 wrz 2013, 14:07 przez piotrbh, łącznie zmieniany 1 raz.
Nie bardzo rozumiem. E2 to napięcie samoindukcji uzwojenia pierwotnego czy wtórnego?
No i reguła Lenza mówi tylko o indukowaniu się napięcia o przeciwnym zwrocie.
Wiec co najwyżej się stanie to zmaleje/zwiększy się napięcie i popłynie większy/mniejszy prąd przez cewkę. Co z kolei zmniejszy/zwiększy strumień magnetyczny, który skompensuję tą zmianę.
No i reguła Lenza mówi tylko o indukowaniu się napięcia o przeciwnym zwrocie.
Wiec co najwyżej się stanie to zmaleje/zwiększy się napięcie i popłynie większy/mniejszy prąd przez cewkę. Co z kolei zmniejszy/zwiększy strumień magnetyczny, który skompensuję tą zmianę.
To wiem, napięcie na cewce jest z sieci, a cewka oprócz rezystancji ma również reaktancję indukcyjną, która jest znacznie większa od rezystancji. Chodzi mi o odpowiedź na pytanie: .
"SEM E1, która będzie się starała zrewanżować szybkie zmiany strumienia magnetycznego, pod wpływem której zacznie plynąc w uzw. pierwotnym prąd o odwrotnym kierunku do głównego wywołującego wszystkie zjawiska. Jak mogą płynąć dwa prądy w jednym uzwojeniu w przeciwnych kierunkach? Czy je się odejmuje? Czy prąd o przeciwnym kierunku spowalnia zmiany strumienia magnetycznego (zmiennego)?"
"SEM E1, która będzie się starała zrewanżować szybkie zmiany strumienia magnetycznego, pod wpływem której zacznie plynąc w uzw. pierwotnym prąd o odwrotnym kierunku do głównego wywołującego wszystkie zjawiska. Jak mogą płynąć dwa prądy w jednym uzwojeniu w przeciwnych kierunkach? Czy je się odejmuje? Czy prąd o przeciwnym kierunku spowalnia zmiany strumienia magnetycznego (zmiennego)?"
Przez uzwojenie pierwotne transformatora czy też przez cewkę, płynie tylko jeden prąd. I żadne prądy się nie odejmują. A teraz najważniejsze, to że cewka nie stanowi zwarcie jest zasługą "napięcia samoindukcji". To właśnie to napięcie jest odpowiedzialna za to co nazywasz reaktancją. Czyli zdolności cewki do przeciwstawiania się zmianą prądu.
Jak zapewne wiesz idealna cewka ma zerową rezystancję. Czyli spadek napięcie wynikający z prawo Ohma odpada. Dlatego jedyne napięcie jakie można zaobserwować na zaciskach cewki (zmierzyć za pomocą woltomierza) to napięcie samoindukcji.
Napięcie samoindukcji jest proporcjonalne do szybkości zmian prądu płynącego przez cewkę. Opisuje to ten wzór U = L*di/dt. I dlatego w cewce prąd rośnie z dokładnie taką szybkością, żeby wytworzone napięcie samoindukcji było równe napięciu zasilania, czyli żeby różnica między tymi napięciami była równa zeru. Jeśliby prąd rósł wolniej, to wytworzona wartość napięcie samoindukcji byłaby mniejsza od napięcia zasilania i różnica tych napięć natychmiast spowodowałaby wzrost szybkości narastania prądu, by doprowadzić do równości SEM=UZAS. Analogicznie zbyt duża wartość prądu spowodowałaby wytworzenie zbyt dużego napięcia SEM, co zahamowałoby szybkość narastania prądu. Choć tan naprawdę to SEM jest wprost proporcjonalne do szybkości zmian strumienia magnetycznego, ale strumień zależy od prądu, dlatego SEM jest wyznaczona przez szybkość zmian prądu cewki.
Jak zapewne wiesz idealna cewka ma zerową rezystancję. Czyli spadek napięcie wynikający z prawo Ohma odpada. Dlatego jedyne napięcie jakie można zaobserwować na zaciskach cewki (zmierzyć za pomocą woltomierza) to napięcie samoindukcji.
Napięcie samoindukcji jest proporcjonalne do szybkości zmian prądu płynącego przez cewkę. Opisuje to ten wzór U = L*di/dt. I dlatego w cewce prąd rośnie z dokładnie taką szybkością, żeby wytworzone napięcie samoindukcji było równe napięciu zasilania, czyli żeby różnica między tymi napięciami była równa zeru. Jeśliby prąd rósł wolniej, to wytworzona wartość napięcie samoindukcji byłaby mniejsza od napięcia zasilania i różnica tych napięć natychmiast spowodowałaby wzrost szybkości narastania prądu, by doprowadzić do równości SEM=UZAS. Analogicznie zbyt duża wartość prądu spowodowałaby wytworzenie zbyt dużego napięcia SEM, co zahamowałoby szybkość narastania prądu. Choć tan naprawdę to SEM jest wprost proporcjonalne do szybkości zmian strumienia magnetycznego, ale strumień zależy od prądu, dlatego SEM jest wyznaczona przez szybkość zmian prądu cewki.
A według Pana w takim razie wzór U1= IR1 + I1X1+ E1 jest poprawny? Dziękuje za wcześniejsze wyjaśnienia, które częsciowo mi pomogły.
Tylko jeszcze nie rozumiem dla czego jedynym napięciem jakie da się zmierzyć na zaciskach cewki jest napięcie samoindukcji, napięcia doprowadzonego do cewki nie da się zmierzyć?
Tylko jeszcze nie rozumiem dla czego jedynym napięciem jakie da się zmierzyć na zaciskach cewki jest napięcie samoindukcji, napięcia doprowadzonego do cewki nie da się zmierzyć?
Nie wiem to już zależy od schematu na podstawie którego zostało to napisane.A według Pana w takim razie wzór U1= IR1 + I1X1+ E1 jest poprawny?
Ano do się je zmierzyć te napięcie.piotrbh pisze:Tylko jeszcze nie rozumiem dla czego jedynym napięciem jakie da się zmierzyć na zaciskach cewki jest napięcie samoindukcji, napięcia doprowadzonego do cewki nie da się zmierzyć
Ale może ten fragment z EDW 8/2010 ci pomoże.
Przy omawianiu cewek już wspomnieliśmy o zjawisku „samopilnowania”. Musimy do tego wrócić. W obwodzie z rysunku 17 mamy źródło napięcia stałego UZAS, a cewka jest idealna, więc nie ma rezystancji ograniczającej prąd.
Dlaczego więc po zamknięciu obwodu przez cewkę nie zaczyna natychmiast płynąć ogromny prąd? Co jest czynnikiem hamującym? Tym czynnikiem hamującym nie jest rezystancja, która w przypadku cewki idealnej jest równa zeru. Już wcześniej stwierdziliśmy, że zmiany prądu płynącego w cewce powodują powstanie napięcia samoindukcji, którego wartość (SEM) jest wprost proporcjonalna do szybkości zmian prądu,
co możemy zapisać SEM = dI/dt (w uproszczeniu SEM = ΔI/Δt). Wiemy, że czynnikiem
hamującym i wyznaczającym szybkość narastania prądu jest więc napięcie samoindukcji
SEM, które odejmuje się od napięcia zasilającego (kompensuje napięcie zasilające).
Prąd rośnie z dokładnie taką szybkością, żeby wytworzone napięcie (SEM) było równe napięciu zasilania Uzas, czyli żeby różnica między tymi napięciami była... równa zeru.
Jeśliby prąd rósł wolniej, to wytworzona wartość SEM byłaby mniejsza od UZAS i różnica
tych napięć natychmiast spowodowałaby wzrost szybkości narastania prądu, by doprowadzić do równości SEM=UZAS. Analogicznie zbyt duża wartość prądu spowodowałaby wytworzenie zbyt dużego napięcia SEM, co zahamowałoby szybkość narastania prądu. W cewce podłączonej do napięcia stałego mamy więc do czynienia ze swego rodzaju autoregulacją, „samopilnowaniem” – szybkość narastania prądu i wytwarzane napięcie SEM „pilnują się wzajemnie”. Ale to pilnowanie wiąże tylko szybkość narastania prądu z napięciem, a nie ogranicza wartości prądu – w obwodzie prądu stałego prąd narasta liniowo, teoretycznie aż do nieskończoności, jak pokazuje rysunek.
Jak wynika z tego fragmentu, bez napięcia samoindukcji "cewka" robiła by zwarcie w układzie. I w takim układzie Uzas = SEM, bo inaczej być nie może. co zresztą potwierdza znany wzór na napięcie na cewce U = L*di/dt. Który mówi, że napięcie na cewce jest proporcjonalne do szybkości zmian prądu płynącego przez cewkę. Dlatego gdy prąd nie zmiana się w czasie, napięcie na cewce jest równe 0V. I dlatego dla prądu stałego cewka to tylko rezystancja drutu nawojowego.
- Załączniki
-
- 1.PNG (15.29 KiB) Przejrzano 10018 razy
Chciałbym się tylko jeszcze upewnić, czy szybkość zmiany strumienia magnetycznego zależy tylko od częstotliwości prądu czy raczej też od jego wielkości. W moim toku myślenia im większy prąd średni (mowa o prądzie przemiennym) tym większe zmiany prądu przy tej samej częstotliwości, a więć większa ilość strumienia magnetycznego przenika przez uzwojenia cewki w tym samym czasie i indukuje się większa SEM.