Transformatörler

17 soru

Soru 1Soru

Giriş (primer) bobininin sarım sayısı N1=500N_1 = 500, çıkış (sekonder) bobininin sarım sayısı N2=1500N_2 = 1500 olan ideal bir transformatörün girişine V1=12 VV_1 = 12\text{ V} gerilime sahip iç direnci önemsiz doğru akım (DA) üreteci şekildeki gibi bağlanmıştır.

Buna göre, transformatörün sekonder (çıkış) ucundaki gerilim kaç  V\text{ V} olur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 00

Cevap

Sıfır
Transformatörler elektromanyetik indüksiyon ilkesine göre çalışır ve sekonder bobinde gerilim oluşması için primer bobindeki akımın (ve dolayısıyla manyetik akının) zamanla değişmesi şarttır. Girişe doğru akım (DA) kaynağı bağlandığında manyetik akı sabit kalır ve akı değişimi gerçekleşmediği için çıkış gerilimi sıfır olur. Bu nedenle doğru cevap sıfırdır.

Adım Adım Çözüm

1
Giriş akımının türünün belirlenmesi
Doğru akım (DA) kaynağı bağlanmıştır.
Transformatörün çalışma prensibini analiz etmek için girişine bağlanan kaynağın alternatif akım (AA) mı yoksa doğru akım (DA) mı olduğunu belirlemek gerekir.
2
Transformatörün doğru akım altındaki davranışının analizi
V2=0 VV_2 = 0\text{ V}
Transformatörler elektromanyetik indüksiyon prensibiyle çalışır. Primer bobindeki akım sabit olduğunda (doğru akım), demir çekirdekte oluşan manyetik alan ve dolayısıyla sekonder bobinden geçen manyetik akı (Phi) sabittir. Faraday Yasası'na göre indüksiyon emk'si akı değişimiyle oluşur. Akı değişimi sıfır olduğu için çıkış gerilimi sıfır olur.

Anahtar Kavram

Transformatörlerin doğru akım (DA) ile sürekli gerilim üretememesi ve çalışması için alternatif akım (AA) gerekmesi.
Soru 2Soru

Bir cep telefonu şarj aletinin içinde bulunan ideal bir transformatör, evlerdeki 220 V220\text{ V}'luk alternatif gerilimi telefonun şarj olması için uygun olan 5 V5\text{ V} değerine düşürmektedir. Transformatörün giriş (primer) bobininin sarım sayısı 44004400 olduğuna göre, çıkış (sekonder) bobininin sarım sayısı kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 100

Cevap

Sekonder bobininin sarım sayısı 100100 olmalıdır.
İdeal bir transformatörde, giriş (primer) ve çıkış (sekonder) gerilimlerinin oranı, bobinlerin sarım sayılarının oranına eşittir (VP/VS=NP/NSV_P / V_S = N_P / N_S). Soruda verilen değerleri (VP=220 VV_P = 220\text{ V}, VS=5 VV_S = 5\text{ V}, NP=4400N_P = 4400) formüle yerleştirdiğimizde; 220/5=4400/NS220 / 5 = 4400 / N_S bağıntısından 44=4400/NS44 = 4400 / N_S elde edilir. Bu eşitliği çözdüğümüzde sekonder bobininin sarım sayısı NS=100N_S = 100 olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Primer ve sekonder gerilimleri ile sarım sayıları arasındaki ilişkiyi belirten formülü yazın.
VP/VS=NP/NSV_P / V_S = N_P / N_S
İdeal bir transformatörde gerilimler oranı, sarım sayıları oranı ile doğrudan orantılıdır.
2
Verilen değerleri formülde yerine koyun.
220/5=4400/NS220 / 5 = 4400 / N_S
Giriş gerilimi VP=220 VV_P = 220\text{ V}, çıkış gerilimi VS=5 VV_S = 5\text{ V} ve primer sarım sayısı NP=4400N_P = 4400 olarak verilmiştir.
3
N_S değerini bulmak için gerekli matematiksel sadeleştirmeleri ve işlemleri yapın.
NS=100N_S = 100
220/5=44220 / 5 = 44 olduğundan, 4400/NS=444400 / N_S = 44 eşitliğinden NS=100N_S = 100 elde edilir.

Anahtar Kavram

İdeal bir transformatörün çıkış geriliminin giriş gerilimine oranı, sekonder sarım sayısının primer sarım sayısına oranına eşittir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3Soru

Giriş (primer) bobininin sarım sayısı N1=800N_1 = 800, çıkış (sekonder) bobininin sarım sayısı N2=200N_2 = 200 olan ideal bir transformatörün girişine etkin gerilimi 120 V120\text{ V}, frekansı 50 Hz50\text{ Hz} olan alternatif gerilim uygulanmaktadır.

Buna göre, transformatörün çıkış (sekonder) bobininden elde edilen gerilimin etkin değeri ve frekansı aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Etkin gerilim 30 V30\text{ V}, frekans 50 Hz50\text{ Hz}

Cevap

Etkin gerilim 30 V30\text{ V}, frekans 50 Hz50\text{ Hz}
İdeal bir transformatörde primer ve sekonder gerilimleri ile sarım sayıları arasında V1V2=N1N2\frac{V_1}{V_2} = \frac{N_1}{N_2} ilişkisi vardır. Verilen değerler yerine konulduğunda 120V2=800200=4\frac{120}{V_2} = \frac{800}{200} = 4 olduğundan sekonder gerilimi 30 V30\text{ V} olur. Transformatörler alternatif akımın frekansını değiştirmediğinden çıkış geriliminin frekansı da giriş frekansı olan 50 Hz50\text{ Hz} ile aynı kalır. Bu nedenle doğru cevap, gerilimin 30 V30\text{ V} ve frekansın 50 Hz50\text{ Hz} olduğu seçenektir.

Adım Adım Çözüm

1
Çıkış geriliminin hesaplanması
Etkin çıkış gerilimi V2=30 VV_2 = 30\text{ V} olarak bulunur.
İdeal bir transformatörde giriş ve çıkış bobinlerindeki gerilimler, sarım sayıları ile doğru orantılıdır. Formül: V1V2=N1N2\frac{V_1}{V_2} = \frac{N_1}{N_2} şeklindedir. Değerler yerine yazıldığında 120V2=800200=4\frac{120}{V_2} = \frac{800}{200} = 4 elde edilir, buradan V2=30 VV_2 = 30\text{ V} bulunur.
2
Çıkış frekansının belirlenmesi
Çıkış geriliminin frekansı f2=50 Hzf_2 = 50\text{ Hz} olarak kalır.
Transformatörler gerilimi yükseltmek veya düşürmek için kullanılırken alternatif akımın frekansını değiştirmezler. Giriş frekansı ne ise çıkış frekansı da odur.

Anahtar Kavram

İdeal bir transformatörde çıkış gerilimi sarım sayıları oranıyla doğru orantılı iken, alternatif akımın frekansı transformatör tarafından değiştirilmez.
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 4Soru

Şekildeki elektrik devresinde, K-L bobinlerinden oluşan birinci transformatör ideal, M-N bobinlerinden oluşan ikinci transformatör ise ideal olmayıp verimi %80'dir. Birinci transformatörün girişindeki K bobinine etkin gerilimi VV, frekansı ff olan alternatif akım (AC) kaynağı bağlanmıştır. L ve M bobinleri birbirine iletken tellerle bağlanmış olup, çıkıştaki N bobininin uçları arasına RR direnci yerleştirilmiştir.

Bobinlerin sarım sayıları sırasıyla NK=2NN_K = 2N, NL=NN_L = N, NM=3NN_M = 3N ve NN=6NN_N = 6N olduğuna göre;

I. Giriş bobinine etkin gerilimi VV olan doğru akım (DC) kaynağı bağlanırsa, RR direncinden akım geçmez.
II. Giriş bobinine uygulanan alternatif gerilimin etkin değeri değiştirilmeden frekansı yarıya indirilirse, RR direncinde harcanan elektriksel güç değişmez.
III. Giriş bobininden (K) ��ekilen etkin akım IK=5V4RI_K = \frac{5V}{4R} olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

Her üç öncül de doğrudur (I, II ve III)
Transformatörler doğru akımla çalışmadığı için birinci öncül doğrudur. Giriş geriliminin frekansı değiştirildiğinde çıkış geriliminin etkin değeri ve dolayısıyla direnç üzerinde harcanan güç değişmediği için ikinci öncül doğrudur. Bobin gerilimleri hesaplanıp verim formülü uygulandığında K bobininden çekilen akım IK=5V/4RI_K = 5V/4R olarak bulunduğu için üçüncü öncül de doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Doğru akım (DC) kaynağının etkisini analiz etme
K bobinine DC bağlandığında bobin içinde zamanla değişmeyen sabit bir manyetik akı oluşur. Transformatörlerin çalışması Faraday indüksiyon yasasına dayanır ve sekonder bobinde gerilim indüklenebilmesi için manyetik akının zamanla değişmesi gerekir. Bu nedenle L bobininde, dolayısıyla M ve N bobinlerinde gerilim indüklenmez ve RR direncinden akım geçmez. Birinci öncül doğrudur.
Transformatörlerin doğru akımda çalışmadığı ilkesini uygulamak.
2
Alternatif akım frekansının etkisini inceleme
Transformatörlerde çıkış geriliminin genliği ve etkin değeri sadece giriş gerilimine ve bobinlerin sarım sayıları oranına bağlıdır; kaynağın frekansına bağlı değildir. Giriş gerilimi VV sabit kaldığı sürece çıkış gerilimi VNV_N de sabit kalır. RR direncinde harcanan güç P=VN2/RP = V_N^2 / R olduğundan frekansın değişmesi bu gücü etkilemez (frekans sadece çıkıştaki alternatif gerilimin frekansını değiştirir). İkinci öncül doğrudur.
Frekansın transformatörün çıkış gerilimi ve gücü üzerindeki etkisini belirlemek.
3
Bobinler üzerindeki gerilimleri hesaplama
K-L transformatörü ideal olduğundan, VL/VK=NL/NK    VL/V=N/2N    VL=V/2V_L / V_K = N_L / N_K \implies V_L / V = N / 2N \implies V_L = V/2 olur. L ve M bobinleri birbirine tellerle bağlı olduğundan VM=VL=V/2V_M = V_L = V/2'dir. M-N transformatöründe gerilimler oranı sarım sayıları oranına eşittir: VN/VM=NN/NM    VN/(V/2)=6N/3N=2    VN=VV_N / V_M = N_N / N_M \implies V_N / (V/2) = 6N / 3N = 2 \implies V_N = V bulunur.
Sarım sayıları oranını kullanarak ardışık bağlı bobinlerin gerilim değerlerini bulmak.
4
Güç ve verim ilişkisini kullanarak giriş akımını hesaplama
N bobinine bağlı RR direncinde harcanan güç PN=VN2/R=V2/RP_N = V_N^2 / R = V^2 / R'dir. M-N transformatörünün verimi %80 (0,8) olduğundan, M bobinine giren güç: Verim=PN/PM    0,8=(V2/R)/PM    PM=V20,8R=5V24R\text{Verim} = P_N / P_M \implies 0,8 = (V^2 / R) / P_M \implies P_M = \frac{V^2}{0,8 R} = \frac{5V^2}{4R} olur. K-L transformatörü ideal olduğundan K bobinine giren güç L'den çıkan güce, o da M'ye giren güce eşittir: PK=PM=5V24RP_K = P_M = \frac{5V^2}{4R}. K bobinindeki güç PK=VKIK=VIKP_K = V_K \cdot I_K = V \cdot I_K olduğuna göre, VIK=5V24R    IK=5V4RV \cdot I_K = \frac{5V^2}{4R} \implies I_K = \frac{5V}{4R} elde edilir. Üçüncü öncül doğrudur.
Verim formülünü ve enerjinin korunumu ilkesini kullanarak giriş bobininden çekilen akımı bulmak.

Anahtar Kavram

Ardışık bağlı transformatörlerde gerilim, akım, güç ve verim ilişkileri ile çalışma prensipleri.
Soru 5Soru

Primer (giriş) bobinine etkin gerilimi VV olan alternatif akım kaynağı bağlı olan ideal bir transformatörün çıkış (sekonder) bobinine RR direnci bağlanmıştır. Sekonder devredeki RR direncinin değeri iki katına çıkarıldığında, transformatörün primer bobininden çekilen etkin güç yarıya iner.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Verilen ifade doğrudur. İdeal bir transformatörde sekonder devredeki direncin iki katına çıkarılması harcanan gücü yarıya düşürür, ideal olma şartı gereği de primerden çekilen güç yarıya iner.
Giriş gerilimi sabit olan ideal bir transformatörde çıkış gerilimi de sabittir. Çıkıştaki direncin iki katına çıkarılması çıkış gücünü yarıya düşürür. İdeal transformatörde giriş gücü çıkış gücüne eşit olduğundan, giriş gücü de yarıya iner.

Adım Adım Çözüm

1
Sekonder geriliminin sabit kalacağını belirlemek
VS=VNSNPV_S = V \cdot \frac{N_S}{N_P} bağıntısına göre sekonder gerilimi sabit kalır.
Transformatörün gerilim dönüşüm oranı yalnızca primer gerilimine ve sarım sayılarına bağlıdır.
2
Direnç değişimi sonrası sekonder gücü hesaplamak
Direnç RR iken harcanan güç PS=VS2RP_S = \frac{V_S^2}{R} iken direnç 2R2R yapıldığında yeni güç PS=VS22R=PS2P_S' = \frac{V_S^2}{2R} = \frac{P_S}{2} olur.
Sabit gerilim altında bir dirençte harcanan elektriksel güç direnç değeri ile ters orantılıdır.
3
Primer güç ile sekonder güç arasındaki ilişkiyi kurmak
İdeal transformatörde güç kaybı olmadığından primerden çekilen güç sekonder gücüne eşittir (PP=PSP_P = P_S). Dolayısıyla PP=PP2P_P' = \frac{P_P}{2} olur.
İdeal transformatörlerde verim %100\%100 olup giriş gücü çıkış gücüne eşittir.

Anahtar Kavram

İdeal transformatörlerde güç korunumu ve sekonder yük değişiminin primer güce etkisi
Soru 6Soru

Primer ve sekonder sarım sayıları sırasıyla N1N_1 ve N2N_2 olan ideal bir transformatörün primerine etkin gerilimi V1V_1 olan bir alternatif akım uygulandığında, sekonderinden V2V_2 etkin gerilimi elde edilmektedir. Buna göre, 'Primer bobine uygulanan alternatif gerilimin etkin değeri (V1V_1) değiştirilmeden frekansı iki katına çıkarılırsa, sekonderden elde edilen etkin gerilim (V2V_2) de iki katına çıkar.' ifadesi doğru mudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

İfade yanlı��tır. Giriş geriliminin etkin değeri sabit tutulduğunda, frekansın değişmesi çıkış geriliminin etkin değerini değiştirmez; sadece çıkış geriliminin frekansını değiştirir.
İfade yanlıştır çünkü ideal bir transformatörde çıkış geriliminin etkin değeri yalnızca giriş geriliminin etkin değerine ve bobinlerin sarım sayıları oranına bağlıdır. Alternatif gerilimin frekansı değiştirildiğinde çıkış geriliminin değeri değişmez, sadece çıkış geriliminin frekansı giriş frekansına eşit olacak şekilde değişir.

Adım Adım Çözüm

1
Primer gerilimi ile manyetik akı arasındaki ilişkiyi belirlemek
Primer bobine uygulanan gerilim V1(t)=V10sin(ωt)V_1(t) = V_{10} \sin(\omega t) ise, Faraday Yasası gereği çekirdekteki manyetik akı Φ(t)=V10N1ωcos(ωt)\Phi(t) = -\frac{V_{10}}{N_1 \omega} \cos(\omega t) olur.
Primer bobindeki gerilim, kaynağın uyguladığı gerilime eşit olmak zorundadır. Bu gerilim çekirdekteki akı değişimini dikte eder.
2
Frekans değişimi ile manyetik akının genliği arasındaki ilişkiyi analiz etmek
Frekans (ff) veya açısal frekans (ω=2πf\omega = 2\pi f) iki katına çıktığında, gerilimin maksimum değeri (V10V_{10}) sabit kaldığı için çekirdekte olu��an maksimum manyetik akı (Φmax=V10N1ω\Phi_{max} = \frac{V_{10}}{N_1 \omega}) yarıya iner.
Gerilim genliği sabitken frekans artarsa, akının değişmesi gereken süre kısalır ve aynı gerilimi indüklemek için gereken maksimum akı azalır.
3
Sekonder bobinde indüklenen gerilimi hesaplamak
Sekonder bobindeki gerilim V2(t)=N2dΦdt=N2N1V10sin(ωt)V_2(t) = -N_2 \frac{d\Phi}{dt} = \frac{N_2}{N_1} V_{10} \sin(\omega t) olur. Buradan V2V_2 etkin değeri V2=V1N2N1V_{2} = V_1 \cdot \frac{N_2}{N_1} olarak bulunur.
Sekonder gerilimi, çekirdekteki akı değişim hızının sekonder sarım sayısı ile çarpılmasıyla elde edilir.
4
Sonucu değerlendirmek
Hesaplanan sekonder etkin gerilimi (V2=V1N2N1V_2 = V_1 \frac{N_2}{N_1}) frekanstan bağımsızdır. Frekansın iki katına çıkarılması çıkış gerilimini değiştirmez.
Frekans artışı akının değişim hızını artırma eğilimindeyken, akı genliğinin azalması bu etkiyi tam olarak dengeler.

Anahtar Kavram

Transformatörlerde gerilim dönüşüm oranı yalnızca sarım sayıları oranına bağlı olup alternatif akım kaynağının frekansından bağımsızdır.
Soru 7Soru

T1T_1 ve T2T_2 transformatörleri şekildeki gibi ardışık olarak bağlanmıştır. K-L bobinlerinden oluşan T1T_1 transformatörü ideal olmayıp verimi %80\%80 iken, M-P bobinlerinden oluşan T2T_2 transformatörü idealdir.

T1T_1 transformatörünün girişindeki K bobinine etkin gerilimi V1=40 VV_1 = 40\text{ V} olan bir alternatif akım kaynağı uygulanmakta, T2T_2 transformatörünün çıkışındaki P bobinine ise R=80 ΩR = 80\ \Omega'luk bir direnç bağlanmaktadır.

Bobinlerin sarım sayıları sırasıyla NK=100N_K = 100, NL=200N_L = 200, NM=150N_M = 150 ve NP=300N_P = 300 olduğuna göre, alternatif akım kaynağından çekilen (primer devredeki) etkin akım şiddeti kaç amperdir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 10

Cevap

Alternatif akım kaynağından çekilen etkin akım şiddeti 10 Amperdir.
Transformatörlerde gerilimler oranı sarım sayıları oranına bağlı olarak belirlenir. Bu ilişkiden yola çıkılarak sırasıyla sekonder gerilimler V_L = 80 V ve V_P = 160 V olarak bulunur. Direnç üzerindeki çıkış gücü 320 W olur. T1 transformatörünün verimi %80 olduğundan, giriş gücünün 400 W olması gerekir. Bu durumda 40 V giriş gerilimiyle primer akımı 10 A olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
T1 transformatörünün sekonder geriliminin (V_L) hesaplanması
V_L = 80 V
Gerilimler oranı sarım sayıları oranına eşittir: V_L = V_K * (N_L / N_K)
2
T2 transformatörünün sekonder geriliminin (V_P) hesaplanması
V_P = 160 V
L ve M bobinleri birbirine bağlı olduğundan V_M = V_L = 80 V olur. T2 için gerilim ilişkisi: V_P = V_M * (N_P / N_M)
3
Sekonder devredeki akım (I_P) ve çıkış gücünün (P_çıkış) hesaplanması
I_P = 2 A ve P_çıkış = 320 W
Ohm Yasası uyarınca I_P = V_P / R ve çıkış gücü P_çıkış = V_P * I_P formülleri kullanılır.
4
T1 transformatörünün giriş gücünün (P_giriş) bulunması
P_giriş = 400 W
T2 ideal olduğundan giriş gücü çıkış gücüne eşittir. T1'in verimi %80 olduğundan, Verim = P_çıkış / P_giriş bağıntısından giriş gücü hesaplanır.
5
Primer devreden çekilen etkin akımın (I_etkin) bulunması
I_etkin = 10 A
Giriş gücü P_giriş = V_K * I_etkin bağıntısından etkin akım çekilir.

Anahtar Kavram

Ardışık bağlı ve ideal olmayan transformatörlerde güç ve verim ilişkisi
Soru 8Soru

İdeal bir transformatörün çalışması sırasında, primer (giriş) ve sekonder (çıkış) bobinlerinin tek bir sarımında meydana gelen manyetik akı değişim hızları her an birbirine eşittir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

İdeal bir transformatörde, manyetik akı kayıpları ihmal edildiği için her iki bobinin tek bir sarımından geçen manyetik akının zamana göre değişim hızları birbirine eşittir.
İdeal bir transformatörde akı kaybı sıfırdır, bu yüzden çekirdekteki manyetik akının zamana göre değişim hızı her bir sarım halkası için aynıdır. Bu da sarım başına düşen gerilimlerin eşit olması anlamına gelir.

Adım Adım Çözüm

1
Transformatörün elektromanyetik indüksiyon ilkesini tanımlamak.
Transformatörler, primer bobinde alternatif akım yardımıyla oluşturulan değişken manyetik alanın sekonder bobinde indüksiyon emk'si oluşturmasıyla çalışır.
Çalışma prensibinin temelini kavramak adımın doğruluğu için gereklidir.
2
İdeal transformatörün manyetik akı özelliğini analiz etmek.
İdeal transformatörlerde manyetik akı kaybı olmadığı için çekirdekteki manyetik akı çizgileri her iki bobinin her bir sarım halkasından eşit miktarda geçer.
Halkalardan geçen net akının aynı olduğunu belirlemek akı değişim hızını karşılaştırmak için ön koşuldur.
3
Faraday İndüksiyon Kanunu ile sarım sayısı-gerilim ilişkisini kurmak.
Bir bobinde indüklenen gerilim V=NdΦdtV = -N \frac{d\Phi}{dt} şeklindedir. Buradan sarım başına düşen gerilim ve dolayısıyla akı değişim hızı VN=dΦdt\frac{V}{N} = -\frac{d\Phi}{dt} olur. Akı ortak olduğundan bu değer her iki bobin için de her an aynıdır.
Sarım başına düşen akı değişim hızlarının eşitliğini matematiksel olarak doğrulamak için.

Anahtar Kavram

İdeal transformatörde manyetik akının korunumu ve sarım başına düşen gerilimlerin eşitliği
Soru 9Soru

Şekildeki ideal transformatörün primer (giriş) bobinine etkin gerilimi VV, frekansı ff olan alternatif akım kaynağı bağlıdır. Transformatörün sekonder (çıkış) bobinine ise sığası CC olan bir sığaç ve bir lamba seri olarak bağlanmıştır.

Buna göre;

I. Kaynağın frekansı (ff) artırılırsa lambanın parlaklığı artar.
II. Transformatörün primer bobininin sarım sayısı (NPN_P) artırılırsa lambanın parlaklığı azalır.
III. Kaynağın gerilimi (VV) artırılırsa lambanın uçları arasındaki etkin potansiyel farkı artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

I, II ve III öncüllerinin tamamı doğrudur.
Üç yargı da doğrudur. Transformatörler alternatif akımla çalışır ve giriş frekansını değiştirmezler. Sekonder bobindeki gerilim VS=VNSNPV_S = V \cdot \frac{N_S}{N_P} bağıntısı ile bulunur. Kaynağın frekansı (ff) artırıldığında, sekonder devredeki sığacın kapasitif reaktansı (XC=12πfCX_C = \frac{1}{2\pi f C}) azalır. Bu durum devrenin toplam empedansını azaltarak devreden geçen etkin akımı artırır ve lambanın parlaklığı artar. Primer bobinin sarım sayısı (NPN_P) artırılırsa sekonder gerilim (VSV_S) azalır, bu da etkin akımı ve dolayısıyla lamba parlaklığını azaltır. Kaynağın gerilimi (VV) artırılırsa sekonder gerilim (VSV_S) artar, bu da lamba üzerindeki etkin potansiyel farkının artmasına neden olur.

Adım Adım Çözüm

1
Transformatörün çıkış (sekonder) gerilimini veren ifadeyi yazmak.
VS=VNSNPV_S = V \cdot \frac{N_S}{N_P}
Primer bobine uygulanan gerilimin sekonder bobine nasıl aktarıldığını belirlemek için.
2
Transformatörlerin frekans üzerindeki etkisini incelemek.
Frekans değişmez (fS=fP=ff_S = f_P = f).
Transformatörler gerilimi değiştirebilir ancak alternatif akımın frekansını değiştirmezler.
3
Sekonder devredeki sığacın kapasitif reaktansını (XCX_C) ve devrenin empedansını (ZZ) analiz etmek.
XC=12πfCX_C = \frac{1}{2\pi f C} ve Z=R2+XC2Z = \sqrt{R^2 + X_C^2}
Frekans değişimin devrenin toplam direncine (empedansına) etkisini bulmak için.
4
Değişkenlerin lamba parlaklığı ve gerilimi üzerindeki etkilerini birleştirmek.
Frekans (ff) artarsa XCX_C azalır, devrenin empedansı (ZZ) azalır, akım artar ve lamba parlaklığı artar (I. öncül doğrudur). Primer sarım sayısı (NPN_P) artarsa VSV_S azalır, akım azalır, lamba parlaklığı azalır (II. öncül doğrudur). Giriş gerilimi (VV) artarsa VSV_S artar, akım artar, lambanın etkin gerilimi artar (III. öncül doğrudur).
Öncülleri tek tek değerlendirip doğru yargılara ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Transformatörlerde gerilim-sarım ilişkisi, frekansın korunumu ve alternatif akım devrelerinde sığacın frekansa bağlı davranışı.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 10Soru

İdeal olduğu bilinen bir transformatörün giriş (primer) bobinine etkin gerilimi VV, frekansı ff olan alternatif akım kaynağı bağlanmıştır. Transformatörün çıkışında (sekonder), sarım sayıları sırasıyla NKN_K ve NLN_L olan KK ve LL bobinleri bulunmaktadır. Bu bobinlerin uçlarından sırasıyla VKV_K ve VLV_L etkin gerilimleri elde edilmektedir.

Buna göre, bu transformatörün çalışmasıyla ilgili;

I. Giriş bobinine alternatif akım kaynağı yerine aynı gerilim değerinde bir doğru akım (DC) kayna��ı bağlanırsa VKV_K ve VLV_L gerilimleri sıfır olur.
II. KK ve LL bobinleri seri olarak birbirine bağlandığında, elde edilen toplam çıkış gerilimi bobinlerin sarım yönlerine göre VK+VLV_K + V_L veya VKVL|V_K - V_L| olabilir.
III. KK bobininin sarım sayısı giriş bobinininkinden büyükse, VKV_K geriliminin frekansı ff değerinden daha b��yük olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Birinci ve ikinci öncüllerin doğru, üçüncü öncülün ise yanlış olduğunu belirten 'I ve II' seçeneğidir.
Transformatörler elektromanyetik indüksiyon prensibiyle çalışır. Zamanla değişen alternatif akım demir çekirdekte değişken manyetik akı oluşturur ve bu akı çıkış bobinlerinde gerilim indükler. Girişe doğru akım (DC) uygulandığında akı değişimi gerçekleşmeyeceği için çıkış gerilimi sıfır olur (birinci öncül doğrudur). Seri bağlanan sekonder bobinlerin ürettiği gerilimler, sarım yönlerine göre birbirini güçlendirebilir veya zayıflatabilir, bu yüzden toplam gerilim VK+VLV_K + V_L veya VKVL|V_K - V_L| olabilir (ikinci öncül doğrudur). Transformatörler frekansı değiştiremez; giriş frekansı ne ise çıkış frekansı da odur, dolayısıyla sarım sayısının büyük olması frekansı artırmaz (üçüncü öncül yanlıştır). Bu nedenlerle birinci ve ikinci öncüllerin doğru olduğu seçenek doğru cevaptır.

Adım Adım Çözüm

1
Doğru akım (DC) etkisini analiz etme
Giriş bobinine doğru akım (DC) bağlandığında, bobinde sabit büyüklükte bir manyetik alan oluşur. Bu durum demir çekirdekteki manyetik akının zamanla değişmesini engeller. Faraday'ın indüksiyon yasasına göre, sekonder bobinlerde gerilim indüklenebilmesi için manyetik akının zamanla değişmesi (dΦ/dt0d\Phi/dt \neq 0) gerekir. Akı değişimi sıfır olduğu için çıkış gerilimleri VKV_K ve VLV_L sıfır olur. Dolayısıyla birinci öncül doğrudur.
Transformatörlerin alternatif akımla çalışıp doğru akımla çalışmadığını belirlemek için.
2
Seri bağlı bobinlerin gerilim analizini yapma
K ve L bobinleri seri bağlandığında, bobinlerin uçlarının nasıl eşleştirildiğine (yani sarım yönlerine) bağlı olarak, indüklenen elektromotor kuvvetleri (EMK) birbirini destekleyecek ya da köreltecek şekilde yönlenebilir. Eğer aynı yönlü akım üretecek şekilde bağlanırlarsa toplam gerilim VK+VLV_K + V_L, zıt yönlü bağlanırlarsa VKVL|V_K - V_L| olur. Dolayısıyla ikinci öncül doğrudur.
Seri bağlı kaynakların (indüklenen gerilimlerin) faz/yön ilişkisini belirlemek için.
3
Frekans ilişkisini analiz etme
Transformatörler gerilim ve akım değerlerini değiştirebilirken, alternatif akımın frekansını değiştiremezler. Giriş geriliminin frekansı ff ise çıkış gerilimlerinin frekansı da sarım sayısından bağımsız olarak daima ff olur. Dolayısıyla üçüncü öncül yanlıştır.
Transformatörlerin frekans üzerindeki etkisini incelemek için.

Anahtar Kavram

Transformatörlerin çalışma ilkeleri (indüksiyon, alternatif akım/doğru akım davranışı ve frekans korunumu)
Soru 11Soru

Primer (giriş) bobininin sarım sayısı 200200, sekonder (çıkış) bobininin sarım sayısı 600600 olan ideal olmayan bir transformatörün primer ucuna etkin gerilimi 120 V120\text{ V} olan alternatif akım kaynağı bağlanmıştır. Transformatörün verimi %80\%80 olup, sekonder ucuna bağlı olan direncin değeri 90 Ω90\ \Omega olarak ölçülmüştür.

Buna göre, transformatörün primer (giriş) devresinden çekilen etkin akım şiddeti kaç amperdir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 15

Cevap

Primer devreden çekilen etkin akım 15 A15\text{ A}'dir.
Transformatörün çıkış gerilimi sarım sayıları oranıyla doğru orantılıdır. Buna göre çıkış gerilimi 360 V360\text{ V} olur. Sekonder devredeki 90 Ω90\ \Omega'luk dirençten geçen akım Ohm kanunundan 4 A4\text{ A} ve sekonder devrenin gücü 1440 W1440\text{ W} olarak bulunur. Transformatörün verimi %80\%80 olduğundan, primer devreden çekilen güç 1800 W1800\text{ W} olmalıdır. Bu güç değerine karşılık gelen primer akımı ise 15 A15\text{ A} olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Çıkış (sekonder) gerilimini hesaplamak.
VS=360 VV_S = 360\text{ V}
Transformatörlerde sarım sayısı oranı ile gerilim oranı doğru orantılıdır (VP/VS=NP/NSV_P/V_S = N_P/N_S).
2
Sekonder devreden geçen akımı bulmak.
IS=4 AI_S = 4\text{ A}
Ohm Kanunu (V=IRV = I \cdot R) kullanılarak direnç üzerindeki gerilim ve direnç değerinden akım hesaplanır.
3
Çıkış (sekonder) gücünü hesaplamak.
PS=1440 WP_S = 1440\text{ W}
Sekonder devrede harcanan elektriksel güç PS=VSISP_S = V_S \cdot I_S formülüyle bulunur.
4
Giriş (primer) gücünü verim bağıntısından bulmak.
PP=1800 WP_P = 1800\text{ W}
Verim, çıkış gücünün giriş gücüne oranıdır (%80=PS/PP\%80 = P_S / P_P).
5
Primer devreden çekilen akımı hesaplamak.
IP=15 AI_P = 15\text{ A}
Giriş gücü PP=VPIPP_P = V_P \cdot I_P bağıntısı kullanılarak primer akımı çekilir.

Anahtar Kavram

İdeal olmayan transformatörlerde güç ve verim ilişkisi
Soru 12Soru

Alternatif akım kaynağına bağlı ideal bir transformatörün primer bobinine uygulanan alternatif gerilimin frekansı artırıldığında, sekonder bobininden elde edilen alternatif gerilimin frekansı da artar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

İfade doğrudur. Transformatörlerin sekonder bobininden elde edilen gerilimin frekansı, primer bobine uygulanan gerilimin frekansına her zaman eşittir (fprimer=fsekonderf_{primer} = f_{sekonder}). Bu nedenle giriş frekansının artırılması çıkış frekansını da artırır.
Transformatörlerin sekonder bobininden elde edilen gerilimin frekansı, primer bobine uygulanan gerilimin frekansına her zaman eşittir. Bu nedenle giriş frekansı artırıldığında çıkış frekansı da artar.

Adım Adım Çözüm

1
Transformatörün primer bobininde oluşan manyetik akı değişimini analiz edin.
Primer bobine alternatif akım uygulandığında, çekirdekte zamana göre yönü ve büyüklüğü sürekli değişen bir manyetik akı oluşur. Bu akının değişim frekansı, primer akımının frekansı ile aynıdır.
Transformatörler elektromanyetik indüksiyon prensibine göre çalışır ve manyetik alanın değişim frekansı kaynağın frekansına bağlıdır.
2
Sekonder bobinde oluşan indüksiyon geriliminin frekansını primer frekansı ile ilişkilendirin.
Ortak demir çekirdekteki manyetik akı değişimi sekonder bobini de etkiler. Sekonder bobinde birim zamandaki akı değişim hızı, primer bobindeki ile aynı periyot ve frekansta gerçekleşir. Bu nedenle sekonder geriliminin frekansı primer geriliminin frekansına her zaman eşit olur (fprimer=fsekonderf_{primer} = f_{sekonder}).
Çıkış akısının değişim kaynağı giriş akısıdır, bu yüzden frekans korunur.
3
Primer frekansı artırıldığında sekonder frekansının nasıl etkileneceğini belirleyin.
Giriş geriliminin frekansı artırıldığında, çıkış geriliminin frekansı da artar ve yeni giriş frekansına eşit olur.
Çıkış frekansı her zaman giriş frekansını birebir takip eder.

Anahtar Kavram

Transformatörlerde frekansın korunumu ve giriş frekansı ile çıkış frekansı arasındaki ilişki
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 13Soru

Şekildeki transformatör devresinde primer (giriş) bobinine tek kutuplu iki konumlu SS anahtarı yardımıyla alternatif akım (AC) kaynağı ya da doğru akım (DC) kaynağı bağlanabilmektedir. Sekonder (çıkış) bobinine ise XX lambası bağlanmıştır. SS anahtarı 11 konumundayken alternatif akım kaynağı, 22 konumundayken doğru akım kaynağı devreye girmektedir.

Buna göre;

I. SS anahtarı 22 konumuna getirilip kapatıldıktan uzun süre sonra XX lambası ışık vermez.

II. SS anahtarı 11 konumundayken kaynağın frekansı artırılırsa, XX lambasının parlaklığı artar.

III. Lambanın parlaklığı sabit kalmak şartıyla, transformatörün verimi artırılırsa primer devreden çekilen güç azalır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

Birinci ve üçüncü yargılar doğrudur.
Transformatörlerin çalışabilmesi için primer bobindeki manyetik akının zamanla değişmesi gerekir. Doğru akım kaynağı (pil) bağlandığında akım kararlı hale geldikten sonra akı değişimi durur ve sekonder devrede gerilim indüklenmez. Alternatif akım devresinde ise sekonder çıkış gerilimi sarım oranlarına bağlı olup frekanstan bağımsızdır. Verim tanımı gereği, çıkış gücü sabitken verim artarsa giriş gücü azalır.

Adım Adım Çözüm

1
Doğru akım (DC) kaynağının transformatör üzerindeki etkisini analiz etmek.
S anahtarı 2 konumundayken primer devreye doğru akım uygulanır. Kararlı durumda manyetik akı değişimi sıfır olacağından sekonder devrede indüksiyon EMK'si oluşmaz ve lamba ışık vermez.
Transformatörler elektromanyetik indüksiyon (akı değişimi) esasına göre çalışır ve sabit doğru akımla sürekli çalışamazlar.
2
Alternatif akım (AC) frekansının çıkış gerilimi ve lamba parlaklığına etkisini değerlendirmek.
S anahtarı 1 konumundayken sekonder geriliminin etkin değeri frekanstan bağımsız olarak V2=V1N2N1V_2 = V_1 \cdot \frac{N_2}{N_1} olur. Lambanın direnci de frekansa bağlı olmadığından lamba parlaklığı değişmez.
Transformatörün gerilim dönüştürme oranı sadece sarım oranlarına ve giriş geriliminin büyüklüğüne bağlıdır, frekansa bağlı değildir.
3
Verim ve güç ilişkisini incelemek.
Verim formülü η=PsekonderPprimer\eta = \frac{P_{sekonder}}{P_{primer}} şeklindedir. Lambanın parlaklığı (çıkış gücü) sabitken verim artırılırsa primer devreden çekilen güç azalır.
Daha yüksek verimli bir transformatör, aynı çıkış gücünü sağlamak için girişten daha az güç çeker.

Anahtar Kavram

Transformatörlerin çalışma ilkeleri, AC/DC gerilimlerdeki davranışı ve verim bağıntısı.
Soru 14Soru

Evlerimizde kullanılan 220 V220\text{ V} etkin gerilime sahip alternatif akımı, 12 V12\text{ V} etkin gerilimle çalışan bir masa lambasını çalıştırmak için kullanmak amacıyla tasarlanan ideal olmayan bir transformatörün verimi \%80 olarak ölçülmüştür. Masa lambası transformatörün sekonder (çıkış) bobinine bağlandığında lambanın direnci 6 Ω6\ \Omega olup lamba normal parlaklığında ışık vermektedir. Buna göre, transformatörün primer (giriş) bobininden çekilen etkin güç kaç watt\text{watt}'tır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 30

Cevap

Transformatörün primer bobininden çekilen etkin güç 30 watt'tır.
Transformatörün sekonder devresinde direnci 6 Ω6\ \Omega olan masa lambası 12 V12\text{ V} gerilimle çalıştığında, lambadan geçen etkin akım 2 A2\text{ A} ve harcanan etkin güç 24 W24\text{ W} olur. Transformatörün verimi \%80 olduğundan, primerden çekilen güç sekonderden alınan güçten fazla olmalıdır. Verim formülü olan Verim=Pc¸ıkıs¸Pgiris¸\text{Verim} = \frac{P_{\text{çıkış}}}{P_{\text{giriş}}} bağıntısından 0,80=24Pgiris¸0,80 = \frac{24}{P_{\text{giriş}}} yazılarak primerden çekilen etkin güç 30 W30\text{ W} olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Masa lambasının (sekonder devrenin) etkin akımını hesaplayın.
IS=VSR=12 V6 Ω=2 AI_S = \frac{V_S}{R} = \frac{12\text{ V}}{6\ \Omega} = 2\text{ A}
Ohm Kanunu kullanılarak sekonder devreden geçen etkin akım bulunur.
2
Sekonder devrede tüketilen gücü (lamba gücünü) hesaplayın.
PS=VS×IS=12 V×2 A=24 WP_S = V_S \times I_S = 12\text{ V} \times 2\text{ A} = 24\text{ W}
Sekonder devredeki lamba tarafından harcanan etkin gücü belirlemek için gerilim ve akım çarpılır.
3
Verim bağıntısını kullanarak primer bobinden çekilen etkin gücü hesaplayın.
Verim=PSPP0,80=24 WPPPP=240,80=30 W\text{Verim} = \frac{P_S}{P_P} \Rightarrow 0,80 = \frac{24\text{ W}}{P_P} \Rightarrow P_P = \frac{24}{0,80} = 30\text{ W}
İdeal olmayan transformatörlerde verim, sekonder bobinden alınan gücün primer bobine verilen güce oranıdır.

Anahtar Kavram

İdeal olmayan transformatörlerde güç transferi ve verim hesaplamaları
Soru 15Soru

Şekildeki ideal transformatörün primer (giriş) bobininin sarım sayısı NP=400N_P = 400'dür ve uçlarına etkin gerilimi VP=120 VV_P = 120\text{ V} olan alternatif akım kaynağı bağlanmıştır. Transformat��rün sağ tarafındaki bağımsız iki sekonder bobininin sarım sayıları sırasıyla N1=200N_1 = 200 ve N2=100N_2 = 100 olup, bu bobinlerin uçlarına R1=12 ΩR_1 = 12\ \Omega ve R2=15 ΩR_2 = 15\ \Omega değerindeki dirençler bağlanmıştır. Buna göre, transformatörün primer (giriş) bobininden çekilen akımın etkin değeri kaç A\text{A}'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 3

Cevap

Primer bobinden çekilen akımın etkin değeri 3 A3\text{ A}'dir.
İdeal bir transformatörde enerji kaybı olmadığından, primer bobinden sağlanan güç (PP=VPIPP_P = V_P \cdot I_P), sekonder bobinlerdeki toplam güce (P1+P2=V12R1+V22R2P_1 + P_2 = \frac{V_1^2}{R_1} + \frac{V_2^2}{R_2}) eşittir. Yapılan hesaplamalar sonucunda primer akımının etkin değeri 3 A3\text{ A} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Sekonder bobinlerin uçlarındaki etkin gerilimleri (V1V_1 ve V2V_2) hesaplayın.
V1=60 VV_1 = 60\text{ V} ve V2=30 VV_2 = 30\text{ V}
İdeal bir transformatörde bobin uçlarındaki gerilimler, sarım sayılarıyla doğru orantılıdır: VS=VP×NSNPV_S = V_P \times \frac{N_S}{N_P}.
2
Sekonder bobinlere bağlı dirençlerin harcadığı elektriksel güçleri (P1P_1 ve P2P_2) hesaplayın.
P1=300 WP_1 = 300\text{ W} ve P2=60 WP_2 = 60\text{ W}
Dirençlerin harcadığı güç P=V2RP = \frac{V^2}{R} formülüyle hesaplanır.
3
Transformatörün toplam çıkış gücünü (PSP_S) ve buna bağlı olarak primer giriş gücünü (PPP_P) belirleyin.
PP=PS=360 WP_P = P_S = 360\text{ W}
İdeal transformatörlerde enerji kaybı olmadığı için giriş gücü toplam çıkış gücüne eşittir.
4
Primer bobinden çekilen akımın etkin değerini (IPI_P) hesaplayın.
IP=3 AI_P = 3\text{ A}
Primer giriş gücü PP=VP×IPP_P = V_P \times I_P bağıntısıyla ifade edilir. Buradan 360=120×IP360 = 120 \times I_P yazılarak akım çekilir.

Anahtar Kavram

İdeal transformatörlerde gerilimin sarım sayısıyla ilişkisi ve güç korunumunun uygulanması.
Soru 16Soru

Girişine (primer) etkin gerilimi VV olan alternatif akım (AC) kaynağı bağlı, çıkışındaki (sekonder) bobine ise bir reosta ve lamba seri olarak bağlanmış ideal bir transformatör devresi kurulmuştur. Transformatörün primer bobininin sarım sayısı NPN_P, sekonder bobininin sarım sayısı NSN_S olup NP>NSN_P > N_S ilişkisi vardır.

Buna göre, reostanın sürgüsü devredeki etkin direnci artıracak yönde çekilirse;

I. Primer bobine alternatif akım kaynağı yerine aynı etkin gerilime sahip bir doğru akım (DC) kaynağı bağlanırsa, sekonder bobinde sürekli bir gerilim indüklenmez.
II. Reostanın sürgüsü çekildiğinde primer bobinden çekilen etkin akım azalır.
III. Reostanın sürgüsü çekildiğinde sekonder devresindeki akımın frekansı artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Doğru akım kaynağının sürekli gerilim indüklemeyeceği ve direnç artışının primer akımını azaltacağı yönündeki yargılar doğrudur. Transformatörlerin akım frekansını değiştiremeyeceği yönündeki yargı ise yanlıştır.
Doğru akım kaynağı bağlıyken sürekli manyetik akı değişimi oluşmadığından sekonder bobinde sürekli gerilim indüklenmez. İdeal transformatörde çıkış gücü giriş gücüne eşit olduğundan, sekonder devrede reostanın direncinin artmasıyla azalan akım, primerden çekilen akımın da azalmasına yol açar. Transformatörler frekansı değiştirmediğinden çıkış frekansı sabit kalır.

Adım Adım Çözüm

1
Doğru akım (DC) ve alternatif akım (AC) etkisini analiz etme
Transformatörler, primer bobindeki değişken manyetik akının sekonder bobinde indüksiyon emk'si oluşturması prensibiyle çalışır. Doğru akım (DC) kaynakları sürekli (değişmeyen) bir manyetik alan ürettiğinden manyetik akı değişimi oluşmaz ve sekonder bobinde sürekli bir gerilim indüklenmez. Bu nedenle birinci yargı doğrudur.
Transformatörlerin çalışma prensibini ve doğru akım ile neden çalışmadıklarını belirlemek için.
2
Reosta hareketinin direnç, gerilim ve akım üzerindeki etkisini inceleme
Sekonder bobindeki gerilim (VSV_S), primer gerilimi (VPV_P) ve sarım oranına (NS/NPN_S/N_P) bağlıdır. Bu büyüklükler değişmediği için VSV_S sabit kalır. Reostanın direnci artırıldığında sekonder devresinin toplam direnci (RSR_S) artar. Ohm Yasası gereği (VS=ISRSV_S = I_S \cdot R_S), sabit gerilim altında direnç arttığı için sekonder akımı (ISI_S) azalır.
Direnç değişiminin sekonder akımına olan etkisini bulmak için.
3
İdeal transformatör güç eşitliğini kullanarak primer akımını bulma
İdeal bir transformatörde enerji kaybı olmadığından giriş gücü çıkış gücüne eşittir (Pgiris\c=Pc\cıkıs\cVPIP=VSISP_{giriş} = P_{çıkış} \Rightarrow V_P \cdot I_P = V_S \cdot I_S). VPV_P ve VSV_S sabitken, sekonder akımı (ISI_S) azaldığı için primer bobinden çekilen etkin akım (IPI_P) da azalır. Bu nedenle ikinci yargı doğrudur.
İdeal transformatörlerin güç korunumunu kullanarak primer akımındaki değişimi tespit etmek için.
4
Frekans değişimini değerlendirme
Transformatörler gerilim ve akım değerlerini değiştirebilir ancak alternatif akımın frekansını değiştiremez. Çıkıştaki akımın frekansı, giriş kaynağının frekansına eşittir ve sabittir. Bu nedenle üçüncü yargı yanlıştır.
Transformatörün frekans üzerindeki etkisini değerlendirmek için.

Anahtar Kavram

Transformatörlerin çalışma prensibi, ideal transformatörlerde güç ve akım ilişkileri ve frekansın korunumu.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 17Soru

Alternatif akım kaynağına bağlı ideal bir transformatörün sekonder (çıkış) ucuna bağlı direncin değeri artırıldığında, primer (giriş) bobininden çekilen akımın etkin değeri azalır.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Alternatif akım kaynağına bağlı ideal bir transformatörün sekonder ucundaki direnç artırıldığında, çıkış gücü azalacağı için primer bobinden çekilen akımın etkin değeri de azalır. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
İdeal transformatörlerde enerji korunumu gereği giriş gücü çıkış gücüne eşittir. Sekonder gerilimi sabitken direncin artırılması sekonder akımını ve dolayısıyla sekonder gücünü azaltır. Bu da primerden çekilen gücün ve akımın azalmasına neden olur.

Adım Adım Çözüm

1
Sekonder (çıkış) geriliminin değişkenlere bağlılığını belirleme
Giriş gerilimi (VpV_p) ve sarım sayıları (Np,NsN_p, N_s) sabit olduğundan, Vs=VpNsNpV_s = V_p \cdot \frac{N_s}{N_p} bağıntısına göre sekonder gerilimi (VsV_s) sabittir.
Direnç değişiminin sekonder uçları arasındaki potansiyel farkı etkilemediğini göstermek.
2
Sekonder akımının değişimini Ohm Yasası ile analiz etme
Is=VsRI_s = \frac{V_s}{R} ifadesinde RR değeri artırıldığında, sekonder akımının etkin değeri (IsI_s) azalır.
Direnç artışının sekonder bobindeki akım üzerindeki etkisini bulmak.
3
İdeal transformatör için enerjinin korunumu ilkesini uygulama
Giriş gücü çıkış gücüne eşittir (VpIp=VsIsV_p \cdot I_p = V_s \cdot I_s). Sabit VpV_p ve VsV_s gerilimleri altında, IsI_s azaldığı için primer akımının etkin değeri (IpI_p) de azalmalıdır.
Primer akımının değişim yönünü kesin olarak belirlemek.

Anahtar Kavram

İdeal transformatörlerde güç ve akım ilişkileri
Transformatörler Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin