Fyzika - skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Transformátor
Používá se ke zvyšování nebo snižování napětí.
Jednofázový
Tvoří ho dvě cívky na společném jádře. Jedna je připojena ke zdroji napětí. V jádře vzniká proměnné magnetické pole, v závitech cívek se indukuje napětí . Celkové napětí na každé cívce bude . Pokud má primární cívka zanedbatelný odpor, pak indukované napětí je stejně velké jako napětí zdroje, ale s opačnou fází.
, kde k je transformační poměr. Pokud je větší než jedna, jedná se o transformaci nahoru, jinak jde o transformaci dolů (na nižší napětí). V praxi bývá sekundární napětí zatíženého transformátoru vlivem ztrát o 2–10% menší než odpovídá transformačnímu poměru.
Proudy se při malých ztrátách transformují v opačném poměru než napětí ().
Používají se v elektrospotřebičích.
Trojfázový
Jádro transformátoru má 3 magnetické větve, každá má vlastní primární a sekundární vinutí. Cívky vinutí jsou spojeny do hvězdy nebo do trojúhelníka.
Transformátory pro velké napětí se značně zahřívají a musí se proto chladit.
Využití v energetice.
Přenos elektrické energie
Dálkový přenos se uskutečňuje při napětí 110 kV, 220 kV nebo 400 kV. Vysoké napětí je nutné pro snížení ztrát elektrické energie vedením.
Při vysokém napětí prochází nižší proud a ztráty jsou menší. Přenosovou soustavu zakončují transformační stanice, ve kterých se získává trojfázové napětí, které se dále rozvádí ke spotřebitelům většinou pomocí kabelů.
Elektrárny
Elektrická energie se zde získává přeměnou z jiných forem energie.
Tepelná a jaderná
Spalováním paliva (uhlí nebo jaderné palivo) vzniká horká pára o vysokém tlaku a teplotě. Její energie se mění na mechanickou energii rotoru turbíny, který je spojen s rotorem alternátoru, kde se mechanická energie mění na elektrickou.
Vodní
Alternátor je poháněn vodní turbínou. Frekvence otáčení vodní turbínou je menší než frekvence potřebná pro výrobu proudu 50 Hz, proto se používá mechanický převod mezi turbínou a alternátorem nebo rotor je elektromagnet s více póly.
Elektromagnetické kmitání a vlnění
Elektromagnetický oscilátor
Oscilační LC obvod
Na počátku děje je kondenzátor nabitý.
Za čtvrtinu periody se vybije a proud je maximální. Vzniká indukované napětí.
Za další čtvrtinu periody se kondenzátor nabije indukovaným proudem. Polarita kondenzátoru je opačná.
Ve druhé polovině periody se tento děj opakuje opačným směrem.
Vlivem ztrát je toto kmitání tlumené.
Zanedbáme-li ztráty:
Thomsonův vztah:
,
Okamžité napětí a proud: , , kde amplituda Um je určena napětím kondenzátoru v počátečním okamžiku.
Nucené kmitání elektromagnetického oscilátoru
Nucené kmitání vzniká připojením zdroje harmonického napětí. Oscilátor kmitá s frekvencí připojeného zdroje.