Feladat: 218. fizika gyakorlat Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Horváth Mária ,  Tóth János ,  Traply Endre 
Füzet: 1970/október, 90. oldal  PDF file
Témakör(ök): Transzformátorok (Elektrotechnikai gépek), Induktív ellenállás, Váltóáram teljesítménye, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1970/február: 218. fizika gyakorlat

A transzformátorról azt tanultuk, hogy (veszteségektől eltekintve) a primer tekercs által felvett teljesítmény egyenlő a szekunder tekercs által leadott teljesítménnyel. Válasszuk a szekunder tekercset úgy, hogy a menetszáma négyszer akkora legyen, mint a primer tekercsé. Ha most a szekunder tekercs ellenállása egységnyi hosszú szakaszon negyedrésze a primer tekercs egységnyi hosszúságú darabjára eső ellenállásnak, akkor a két tekercs ellenállása egyenlő. Eszerint a szekunder tekercsről négyszer akkora feszültség mellett négyszer akkora áramot veszünk le. Nem lenne érvényes az energia-megmaradás elve? ─ Magyarázzuk meg a paradoxont!

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Mivel mind a primer, mind a szekunder tekercsben váltakozó áram folyik, azért az ohmikus ellenállás mellett ún. induktív ellenállás is fellép. Sőt, az ohmikus ellenállás az utóbbi mellett elhanyagolható, a veszteség nélküli (ideális) transzformátorban a tekercseknek nincs is ohmikus ellenállása, az ohmikus ellenállás hőfejlődést eredményez. Az induktív ellenállás a tekercs menetszámának négyzetével egyenesen arányos, tehát feladatunkban a szekunder tekercs induktív ellenállása 16-szor akkora, mint a primer tekercs induktív ellenállása. Ezért a szekunder tekercset rövidre zárva az áramerősség négyszer kisebb lesz, mint a primer tekercs áramerőssége, ha az ohmikus ellenállás elhanyagolható, tehát ekkor valóban egyenlő a primer tekercs teljesítménye (UI) a szekunder tekercs teljesítményével. (Ha az ohmikus ellenállást figyelembe vesszük, akkor az utóbbi teljesítmény a veszteségek miatt valamivel kisebb.)

 

Horváth Mária (Hódmezővásárhely, Bethlen G. Gimn., 1. o. t.)

és Tóth János (Kiskunfélegyháza, Móra F. Gimn., I. o. t.)

 

Megjegyzés. Azt, hogy a transzformátorban az ohmikus ellenállás az induktív ellenálláshoz képest kicsi, azzal is alátámaszthatjuk, hogy egy transzformátorra névleges feszültségének megfelelő egyenfeszültséget kapcsolva a transzformátor leég.
 

Traply Endre (Bp., Fazekas M. Gyak. Gimn., I. o. t.)