Pengubah (transformer) menukar voltan ulang-alik menggunakan dua gegelung pada teras besi. Bagi pengubah unggul, Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns, dan kuasa masuk sama dengan kuasa keluar: Vp × Ip = Vs × Is.
Pelajaran ini menyusuli membandingkan pemindahan tenaga penjana dan motor dan sebahagian daripada aruhan dan pengubah.
Bagaimanakah pengubah berfungsi?
Arus ulang-alik dalam gegelung primer menghasilkan medan magnet yang berubah dalam teras besi. Medan yang berubah itu melalui gegelung sekunder dan mengaruhkan voltan ulang-alik di sana. Ini ialah idea daripada menerangkan voltan teraruh.
Saiz voltan sekunder bergantung pada bilangan lilitan pada setiap gegelung. Lebih banyak lilitan pada sekunder menghasilkan pengubah injak naik. Lilitan lebih sedikit menghasilkan pengubah injak turun.
Apakah andaian yang dinyatakan?
Persamaan dalam pelajaran ini hanya sah untuk pengubah unggul: tiada tenaga hilang sebagai haba dalam gegelung atau teras, dan semua medan magnet daripada primer melalui sekunder. Soalan peperiksaan akan menyatakan “anggap pengubah 100% cekap” atau “unggul”.
Pengubah sebenar sedikit kurang daripada 100% cekap, jadi kuasa sekunder sebenar sedikit lebih kecil daripada kuasa primer. Pelajaran seterusnya dan set latihan kembali kepada perkara ini.
Contoh berlangkah 1: cari voltan sekunder
Sebuah pengecas rekaan mempunyai gegelung primer 1200 lilitan yang disambung pada bekalan 240 V. Gegelung sekunder mempunyai 60 lilitan. (Data contoh rekaan.)
Langkah 1, pilih persamaan: Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns.
Langkah 2, susun semula: Vs = Vp × Ns ÷ Np.
Langkah 3, gantikan: Vs = 240 × 60 ÷ 1200 = 14 400 ÷ 1200 = 12 V.
Langkah 4, semak: sekunder mempunyai lilitan lebih sedikit, jadi voltan lebih kecil dijangka. 12 V kurang daripada 240 V, jadi jawapan munasabah. Nisbahnya 20 kepada 1.
Contoh berlangkah 2: cari lilitan, kemudian arus
Sebuah pengubah injak naik rekaan mengambil 12 V pada primer 100 lilitan dan memberi 180 V. (Data contoh rekaan.)
Lilitan sekunder: Ns = Np × Vs ÷ Vp = 100 × 180 ÷ 12 = 18 000 ÷ 12 = 1500 lilitan.
Andaikan sekunder membekalkan 0.50 A. Bagi pengubah unggul, kuasa keluar = 180 × 0.50 = 90 W. Kuasa masuk juga 90 W, jadi arus primer ialah 90 ÷ 12 = 7.5 A.
Arus primer lebih besar, kerana voltan primer lebih kecil dan kuasanya sama.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kerja yang salah: Vs = Vp × Np ÷ Ns = 240 × 1200 ÷ 60 = 4800 V (bagi pengecas di atas).
Pelajar meletakkan lilitan secara terbalik.
Pembetulan: tulis persamaan sebagai Vs ÷ Vp = Ns ÷ Np jika ia membantu, supaya sekunder berada di atas pada kedua-dua belah. Kemudian buat semakan kewajaran. Gegelung dengan lilitan lebih sedikit tidak boleh memberi voltan lebih besar, jadi 4800 V daripada pengecas injak turun mustahil.
Semak kendiri
Cuba soalan ini, kemudian buka setiap jawapan.
1. Sebuah pengubah mempunyai 460 lilitan primer dan 46 lilitan sekunder, dengan bekalan primer 230 V. Cari voltan sekunder.
Tunjukkan jawapan
Vs = 230 × 46 ÷ 460 = 10 580 ÷ 460 = 23 V. Ia injak turun, seperti dijangka.
2. Bekalan 240 V disambung pada primer 2000 lilitan. Sekunder perlu memberi 6 V. Berapakah lilitan sekunder yang diperlukan?
Tunjukkan jawapan
Ns = Np × Vs ÷ Vp = 2000 × 6 ÷ 240 = 12 000 ÷ 240 = 50 lilitan.
3. Pengubah unggul menurunkan 240 V kepada 12 V. Sekunder membekalkan 0.50 A. Cari arus primer.
Tunjukkan jawapan
Kuasa keluar = 12 × 0.50 = 6.0 W. Kuasa masuk = 6.0 W. Ip = 6.0 ÷ 240 = 0.025 A.
Ke mana selepas ini
Pengubah hanya berfungsi pada arus yang berubah, jadi teruskan dengan mengapa arus ulang-alik relevan. Kemudian gunakan nisbah itu pada masalah kehilangan penghantaran.
Jika nisbah pengubah sering terbalik apabila anda terburu-buru, guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh memberi soalan baharu dan menunjukkan cara semakan pantas.