Cześć, witajcie!
Pewnie część z was po samym temacie pomyślała sobie coś w stylu "Ehh.. jeszcze jeden.." No ale tak to już jest, że na początku niektóre rzeczy sprawiają problem. Więc może najpierw przedstawię swój tok myślenia, a potem będziemy go korygować
W takim razie załóżmy, że mamy sobie taką malutką elektrownię (albo cokolwiek innego), co wytwarza dajmy na to 25V. I do niej mamy podpięty jakiś kabel o rezystancji 10R. W takim razie zgodnie z prawem Ohma popłynie prąd I=U/R=2,5A. Na razie chyba wszystko jest dobrze, więc idźmy dalej. Teraz do tego przewodu podłączamy transformator, który po stronie pierwotnej ma 50 zwojów, a po wtórnej 200. Czyli będzie on podnosił napięcie do 100V. Za nim podłączymy sobie żarówkę, która ma opór 20R i jest połączona takim samym kablem jak wcześniej (10R). No i tutaj właśnie coś mi nie pasuje. Bo żeby moc na transformatorze była zachowana, to pierwotne P=25*2,5=62,5W musi się przenieść na drugą stronę, czyli wyjdzie że prąd po stronie wtórnej będzie I=0,625A. A z kolei z prawa Ohma wynika, że przez naszą żarówkę z kablem powinien płynąć prąd I=100/(10+20)=3,3 A. Więc jak to w końcu jest? Byłbym wdzięczny, gdyby mi to ktoś sensownie wytłumaczył

Ps.
Prosiłbym o niekomplikowanie sprawy bez potrzeby - próbuję zrozumieć ideę Czyli zakładamy, że transformator jest idealny i takie tam.

Pps.
Szukałem wcześniej na 'Zaawansowanym Generatorze Rozwiązań Typowych Problemów Młodych Elektroników' (google.pl) i na różnych 'E' forach i podobnych były osoby, które o coś takiego pytały, ale odpowiedzi w stylu "kup se ksiazke do elektroniki" raczej nie wiele wnosiły do tematu ;D

Pozdrawiam wszystkich serdecznie

W twoim przypadku jeśli obciążysz elektrownie prądem 2,5A to na wejściu trafo będziesz miał 0V, bo cały spadek napięcia będziesz miał na kablu. Do dalszych rozważań na temat trafo załóż również idealne kable, a jedyną rezystancją w obwodzie niech będzie rezystancja żarówki. Wtedy wszystkie transformacje będzie ci łatwiej policzyć.

Bez komplikacji - Żarówka wraz z kablem potrzebuje 330W mocy, TR ma tylko 62,5W. Tu nie prawo Oma zawodzi. Musisz zastosować transformator o co najmniej 5 razy większej mocy.

No może faktycznie nie najlepszy przykład wybrałem. Ale jeśli nasza 'elektrownia' czy inne źródło miałoby napięcie np. 250V to po stronie wtórnej byłoby 1000V. Czyli wtedy moc byłaby większa niż te 330W. Ale chodzi głównie o to, że jeśli TR zwiększa napięcie, a zmniejsza prąd, to jakim cudem przy napięciu 1000V może być malutki prąd? Przecież z R=U/I wynika, że jeśli opór mamy stały (nasza żarówka) to prąd powinien być tym większy im większe napięcie. A jest dokładnie odwrotnie. A jeśliby TR miał więcej zwojów - np. 500, to napięcie byłoby jeszcze większe (powiedzmy 2500V), czyli prąd teoretycznie też powinien, a według zachowania mocy na transformatorze musi być tyle razy mniejszy. Po prostu te dwie rzeczy jakoś mi się ze sobą "kłócą" .


Ale jeśli założymy że kable nie mają oporu, to skąd w takim razie będziemy wiedzieli jaki prąd płynie w tej części obwodu?

Z przekładni transformatora, będziesz znał moc po wtórnej, napięcie po pierwotnej znasz, a że moce muszą być równe wiec???

witam,
jeżeli piszemy o transformatorze to trzeba pamiętać że jeżeli źródło jest idealne 0[Ω], kable są idealne 0 [Ω] i transformator jest idealny ,
to bez obciążenia na wtórnym przez pierwotne popłynie 0 [A] .
transformator żeby działał musi być zasilony napięciem zmiennym, a tu w grę wchodzi indukcja.
..............................................
Moc którą obliczyłeś to moc maksymalna transformatora, a obciążając wtórne odbiornikiem, będzie spadać napięcie tak że nie przekroczy iloczyn napięcia i prądu maksymalnej mocy.
obciążając wtórne , obciążasz także i pierwotne uzwojenie na którym wtedy spada także napięcie (to coś tak jakby zmniejszyła się "rezystancja" uzwojenia )
- coś jak dzielnik napięcia (trafo- kable). i nie będzie już na wejściu trafa planowanych 25 [V] z zasilania bo napięcie odłoży się na tych kablach 10 [Ω].
to tak nie za precyzyjnie w uproszczeniu. nie fachowo.
pozdrawiam.

tak, dokładnie tak jest, nawet sama nazwa TRANSFORMATOR już mówi za siebie. Potrafi on przenieść impedancję z strony pierwotnej na wtórną, lub odwrotnie, co powoduje zmianę prądów odwrotnie proporcjonalnie do napięć, a więc moc się teoretycznie nie zmieni (pomijając starty w "żelazie").

A wracając do nazwy TRANS... no już wiadomo, że coś zmienia czyli może to być transformator (przenosi impedancje) albo tranzystor (czyli taki regulowany rezystor).

Żle do tego podchodzisz. Trafo to nie źródło prądowe!
Zobacz dajmy na to masz zasilacz (nie ważne czy na trafie czy impulsowy) który daje 100V na wyjściu i ma wydajność 0,625A. I tu taki sam przykład odbioru czyli podłączasz swoją żarówkę z kablami z sumaryczną rezystancją 30ohm. I co się stanie? To że żarówka z przewodami chciałaby pobrać 3,3A nic nie znaczy bo zasilacz nie jest w stanie dostarczyć tyle prądu.
Tak samo i trafo w momencie obciążenia taką rezystancją da tyle prądu ile może, a żeby Ci się zgadzało prawo ohma to podpowiem że jak byś w takim przypadku zmierzył napięcie na wyjściu trafa to będziesz mieć odpowiednio niższe tak by obliczenia wyszły. Dla czego tak jest?
A no dla tego, że za fakt ile mocy może przenieść trafo odpowiedzialny jest głównie przekrój rdzenia oraz grubość (a co za tym idzie impedancja) uzwojenia. A obciążenie trafa taką rezystancją przy dłuższym czasie skończy się tragicznie dla trafa

Tak samo często początkujący mają problemy z dobieraniem zasilacza, jak np odbiornik ma napisane 12V, 1A to szukają idealnie zasilacza o takich samych wartościach, a zasilacz 12V, 2A to myślą że się już nie nada bo ma za dużo Amperów! A przecież 2A oznacza ile zasilacz jest w stanie dostarczyć prądu (czyli należy to rozumieć że można podłączyć odbiornik który będzie pobierał prąd w zakresie od 0A - 2A) a nie że on wymusi taki prąd na odbiorniku! (wyjątkiem są zasilacze prądowe do ledów, bo te działają jak źródła prądowe czyli dążą do utrzymania zadanego prądu regulując napięcie).

Idea jest prosta. W idealnym (bez strat) transformatorze moc pobierana przez transformator będzie równa mocy oddanej do obciążenia.
Z tego wynika, że po stronie pierwotnej i wtórnej iloczyn napięcia i prądu będzie taki sam:


Ip*Up=Iw*Uw

przekładnia P=Up/Uw P=Iw/Ip

Czyli
Up=P*Uw
Ip=Iw/P

Rezystancja widziana od strony pierwotnej R=Up/Ip=(Uw*P)/(Iw/P)=(Uw/Iw)*P^2=Ro*P^2

Więc rezystancja widziana od strony pierwotnej transformuje się z kwadratem przekładni. To NAJWAŻNIEJSZA chyba cecha transformatora.

Może takie wypunktowane przedstawienie ułatwi zrozumienie co się dzieje z prądem i napięciem w transformatorze idealnym:
1. Mamy źródło o napięciu Up = 12 V
2. Podłączamy do tego źródła transformator z przekładnią n = 1/10
3. Uzyskujemy napięcie wtórne Uw = Up / n = 120 V
4. Podłączamy do uzwojenia wtórnego obciążenie R = 100 Om
5. Zaczął płynąć prąd po stronie wtórnej Iw = Uw / R = 1,2 A
6. Pobierana moc wynosi P = Uw * Iw = 144 VA
7. Równolegle po stronie pierwotnej też zaczął płynąć prąd o wartości Ip = P / Up = 12 A

W takim idealnym transformatorze, napięcia są stałe, a prądy zależą od obciążenia i nie ma tu potrzeby podawania jego mocy.

W rzeczywistym transformatorze napięcie wtórne będzie malało wraz ze wzrostem prądu. Podawana moc oznacza maksymalną moc jaką możemy pobierać, żeby napięcie nie spadło poniżej wartości znamionowej.

Analogicznie byłoby z przekładnią mechaniczną (dwa koła o różnych średnicach połączone paskiem transmisyjnym), gdzie napięciu odpowiadałaby prędkość, prądowi - siła, rezystancji obciążenia - hamulec, a moc po obu stronach byłaby taka sama. Nieidealnością byłoby ślizganie się paska.

Wiecie co? Świetne jest to, że kilka osób napisało odpowiedź, ale każda była zupełnie inna i poruszała trochę inny aspekt. Teraz wziąłem sobie posklejałem razem je wszystkie, wziąłem kartkę papieru i chyba nawet coś mi z tego wyszło To pokażę wam teraz mój „nowy” przykład i jeśli się będzie zgadzać to znaczy, że to zrozumiałem

Tak, wiem, że transformator działa na prądzie zmiennym, ale załóżmy, że to będzie prąd stały i w obwodzie będą diody LED. (takie założenie chyba nie powinno popsuć zasady, a mi pomoże zrozumieć)

Mamy trafo 24V -> 12V i żeby było bardziej realistycznie, to obciążenie będzie po obu stronach. Czyli po „lewej” będzie dioda z rezystorem, a w obwodzie wtórnym rezystor i 3 diody połączone szeregowo. Każda dioda potrzebuje 2V (czyli w sumie 6V), zatem na rezystorze odłoży się pozostałe 6V. Chcemy mieć prąd na diodach 20mA. Zatem Rd=2/0,02=100R, a rezystor Rr=6/0,02=300R. Czyli R zastępczy dla obwodu wtórnego będzie Rz=600R. W takim razie, żeby moc na trafo P=12*0,02=0,24W była zachowana, to na pierwotnym będzie 2x większe napięcie i 2x mniejszy prąd czyli I=10mA. To znaczy, że jeśli teraz byśmy policzyli opór to wyjdzie R=24/0,01=2400 Ω ! Czyli dokładnie tak, jak pisał czarekgr A jeśli po stronie pierwotnej chcielibyśmy mieć dodatkowo jeszcze diode i rezystor (też szeregowo), to znaczy, że napięcie zasilania (zasilacz, akumulator, cokolwiek) musi być odpowiednio wyższe. Załóżmy 30V, a prąd z niego pobierany to będzie to nasze 10mA. Czyli w obwodzie pierwotnym ten nasz transformator możemy traktować tak jakby to był rezystor o wartości 2400 Ω. Wtedy mamy zasilanie 30V, które daje prąd 10mA, diode ( 2V, 10mA, 200 Ω ), R1 (4V, 10mA, 400R) i trafo, które traktujemy jak R2 (24V, 10mA, 2400 Ω). Opór zastępczy wynosi 3000 Ω, prąd 10mA a U=30V i wszystko się zgadza
Czy teraz rozumowanie jest prawidłowe?
Pozdrawiam

------------------------ [ Dodano po: 22 minutach ]


Chwila! Czyli cały problem sprowadza się do tego, że po stronie, gdzie jest większe napięcie to transformator ma też o wiele większy opór? Bo skoro mamy np. po jednej stronie 25V i 0,5A. to R=50Ω, a po drugiej np. 100V i odpowiednio 0,125A to R będzie 800Ω. Czyli do tego naszego niby "stałego" oporu jakim jest żarówka, trzeba jeszcze dodać opór TR, który jest tym większy im większa przekładnia.
Z tym że tam pewnie te opory się trochę inaczej liczy, bo to prąd zmienny, no ale tak ogólnie to się chyba zgadza, co nie?

Nie widzę żadnego błędu. Chyba ten model transformatora został przez ciebie prawidłowo rozpracowany .

No to super! W takim razie dziękuję pięknie wszystkim za pomoc i pozdrawiam

W idealnym, ale zasilanym ze źródła rzeczywistego, czyli mającego niezerową rezystancję wewnętrzną też tak będzie, bo obciążenie będzie widzieć rezystancję źródła przetransformowaną z kwadratem przekładni.