Como um transformador aumenta a tensão enquanto diminui a corrente?

A lei de Ohmls afirma V = IR. Isso significa que quando aumentamos a tensão, devemos também aumentar a corrente (I).

Isso é verdade ao alimentar um resistor.

Mas o transformador aumenta a corrente enquanto diminui a tensão ou diminui a corrente enquanto aumenta a tensão.

A transformador não é um resistor, então você não pode “usar a lei de Ohm” nele.

Como isso acontece?

Um transformador é uma caixa de engrenagens elétrica.

 | In | Out --------+-------------------------+------------------------- Gearbox | High speed, low torque. | Low speed, high torque. Trafo | High V, low I | Low V, high I 

É importante perceber que (ignorando as perdas) a energia na = saída de energia. Pela Lei de Joule-Lenz sabemos que P = VI, portanto, se V for reduzido, devo aumentar inversamente.

Comentários

• nitpick : você pode usar OL, ele ‘ é simplesmente inútil – a relação entre V, I e R ainda é válida, ele ‘ s apenas que o valor momentâneo real de R em uma bobina varia em relação para V & I … o mesmo que com diodos, transistores etc.
• Obrigado pelo feedback. Apresentei a resposta no mesmo nível da pergunta.
• então você está dizendo que a lei de ohms não funciona em circuitos CA ou em circuitos baseados em transformadores
• Não, eu não disse isso . Você pode usar a Lei de Ohm ‘ (observe as maiúsculas) em circuitos CA em elementos resistivos ou reativos (L ou C). Um transformador não está nessa categoria, embora possa ser modelado usando R, L e C junto com um transformador ideal, então você geralmente não ‘ não usa Ohm ‘ s Lei sobre o próprio transformador.
• Obrigado, cara, estou sem dilema agora

O lado “esquerdo” do transformador (o lado ao qual a tensão é aplicada) obedece à lei de Ohm (tecnicamente uma forma generalizada que descreve a impedância em vez de apenas resistência). As correntes e tensões que não parecem obedecer à lei de Ohm acontecem do outro lado do transformador, em um circuito eletricamente isolado. Ohm A lei não descreve como dois circuitos se relacionam, mas como a tensão se relaciona com a corrente no mesmo circuito.

O transformador usa o fluxo compartilhado do núcleo como um mecanismo de feedback negativo. Os fluxos primário e secundário ALMOST cancelam perfeitamente, com o residual é chamado de “fluxo de magnetização”.

Se o fluxo de magnetização se tornar muito pequeno, mais energia é retirada do primário (a fonte de energia) e o fluxo do núcleo é novamente adequado para produzir o que o secundário está exigindo.

Da mesma forma, se o primário tem 100 voltas com corrente Ip e o secundário tem 300 voltas, então o secundário pode fornecer apenas 1/3 da corrente antes que o fluxo gerado pelo secundário seja balanceado (cancelado) o fluxo primário.

Novamente, o núcleo do transformador é o mecanismo de soma para um sistema regulatório de feedback negativo.

Você está confundindo a função” Lossless Transformer “s” com a função do resistor. A função do resistor é converter a tensão aplicada e o fluxo de corrente em energia térmica para dissipação. A função do transformador é converter uma tensão e corrente de entrada aplicada em outra tensão e corrente SEM PERDAS DISSIPATIVAS. Para entrada de 10 Watts no transformador, você terá 10 Watts disponíveis na saída. Assim, você usa um modelo diferente para definir o transformador do que um resistor.

Obviamente, um “Transformador sem perdas” só existe em nossas simulações e exercícios de pensamento. Mas, para fins práticos, permite-nos usar um conjunto simples de regras sobre tensão e corrente para definir os comportamentos críticos de interesse dos transformadores sem recorrer ao mundo enlouquecedor das Equações de Maxwell e várias outras funções matemáticas de alto nível. Essa simplificação permite-nos use a relação de espiras para projetar as tensões e correntes. Dito isso, sabemos que um transformador com 100 voltas no primário e 10 voltas no secundário tem uma relação de espiras de 10. Portanto, se o transformador tem 100 VAC na entrada, o sem perdas O transformador terá 10 Volts na saída. Da mesma forma, se 1 Amp está sendo consumido pelo enrolamento de entrada, a saída está fornecendo 10 Amps para uma carga. 100 Watts de potência na entrada são convertidos em 100 Watts de potência na saída.

No mundo real, os enrolamentos usam fios que exibem resistência. A energia é perdida nessas resistências dos fios, tanto no enrolamento primário quanto no secundário. A confiança dos projetistas de transformadores em mais de 100 anos de projetar transformadores desenvolveram núcleos muito eficientes com fio de baixa resistência, proporcionando transformadores prontos para o uso atingindo mais de 98% de eficiência. A lei de Ohm é aplicável, mas a maioria dos usuários de transformadores de nível de aplicativo podem ignorar as perdas. Claro, se você for um utilitário como o ConEdison, com geradores transmitindo 10 MegaWatts, 2% a 10 centavos por KiloWatt hora somam muito rápido e contribuem para um monte de contadores de feijão muito excitáveis.

A lei de Ohm afirma que a corrente através de um condutor entre dois pontos é direta proporcional à tensão entre OS (mesmos) dois pontos. É aplicável a todos os circuitos e o transformador não é uma exceção. Um erro o que levou à contradição é que a corrente (decrescente) é medida e não entre os mesmos pontos, onde está a tensão (crescente). Corrente é medida no enrolamento primário, mas a tensão é medida no secundário. Se medirmos a corrente e a tensão no mesmo lado do transformador, descobriremos que a lei de Ohm é ainda no lugar. Além disso, se compararmos \ $ \ frac {V} {I} \ $ proporções em diferentes lados do transformador, descobriremos que o transformador não muda apenas as tensões e correntes, mas também a resistência aparente (impedância). Por exemplo, se o transformador ideal diminui a tensão pelo fator de 2 (a relação de rotação é 2) e o enrolamento secundário é carregado pelo resistor R, então a resistência (impedância) no lado primário aparecerá como \ $ R \ cdot2 ^ 2 \ $ . Portanto, resistência aparente transformada pelo fator da razão de espiras ao quadrado.