Osnove elektrotehnike II, udžbenik - Ljubomir Malešević

146 OSNOVE ELEKTROTEHNIKE II
Ako želimo napon U1 transformirati na neki drugi veći ili manji napon, priključit ćemo ga na primarni
svitak s N1 namotaja. Tok stvoren u namotaju primarnog svitka, kroz koji teče izmjenična struja,
mijenja se u ritmu promjena struje, tj. po sinusoidnom zakonu: 11
11 m
sin t.
Trenutačna vrijednost induciranog EMS-a na primaru bit će prema zakonu elektromagnetske
indukcije:
e
d
dt
11
0
1
N1
N1
11
cost
N1
11
sin t
90
m
m
. (8-13)
Amplituda EMS-a je
E , a njezina efektivna vrijednost:
11 m
N 1
11
m
E11 N
1
11
2
f
m
m
E
1
4, 44 fN1
11
. (8-14)
m
2 2
Taj EMS drži ravnotežu narinutom naponu, tj. U1 E1.
Izmjenični tok generiran u primarnom svitku djelomice je obuhvaćen i sekundarnim svitkom. Taj
djelomični tok 12 stvara elektromotornu silu e2 suprotnog smjera u sekundarnom svitku:
d12
0
e2 N
2
N
2
12
sin
t 90 . (8-15)
m
dt
Analogno prijašnjem postupku odredi se njezina efektivna vrijednost:
E12
m
E2 4,44
fN212
. (8-16)
m
2
Omjer elektromotornih sila primarnog i sekundarnog svitka tada je:
E
E
1
1 11m
1 11m
. (8-17)
2
4,44 fN
4,44 fN
2
12m
N
N
2
12m
Za transformator s feromagnetskom jezgrom rasipanje toka je zanemarivo, faktor sprege je k 1,
odnosno 12 = 11. Omjer induciranih elektromotornih sila poprima vrlo jednostavan oblik:
E1
N
1 . (8-18)
E N
2
To je bitan izraz koji opisuje temeljnu karakteristiku transformatora: inducirane elektromotorne sile na
primarnoj i sekundarnoj strani proporcionalne su odgovarajućim brojevima namotaja. Dakle, ako je N1
> N2, primarni svitak je visokonaponski, a sekundarni niskonaponski, pa se transformacija vrši s višeg
na niži napon. Obratno je u slučaju N1 < N2 kada niži napon primara transformiramo na viši napon
sekundara. Teoretski bismo mogli dobiti bilo koliko velik omjer napona. U praksi postoje ograničenja
vezana za generirane, a u izvedenom izrazu zanemarene gubitke. Isto tako postoje i ograničenja u
tehnološkoj razini izvedbe transformatora, kao što je primjerice kvaliteta izolacije.
Ako transformator nije opterećen (krug sekundarnog svitka je otvoren), napon na njegovim krajevima
približno je jednak EMS-u, E2 (U2 E2). Pored toga za zračni transformator može se zanemariti
relativno malen djelatni otpor namotaja svitaka. Tada je i napon priključen na primarni svitak približno
jednak EMS-u samoindukcije (U1 E1), pa za omjer ulaznog (primarnog) napona U1 i izlaznog
(sekundarnog) napona U2 približno vrijedi isto što i za omjer EMS-a samoindukcije:
2