Možete li objasniti kako električni transformator radi i njegovu važnost u mreži struje?

Radni princip i značaj transformatora u električnoj mreži može se objasniti sa nekoliko aspekata:

Radni princip

Osnovni radni princip električnog transformatora zasniva se na zakonu elektromagnetske indukcije. Glavni sastojci su dve vijke, jedna nazvana primarna vijka (ili prva vijka) a druga sekundarna vijka (ili druga vijka). Kada se primarna vijka spoji na napajanje izmeničnim tokom, tok proizvodi promenljiv magnetni fluks koji se formira u željeznom jezgru, a taj fluks istovremeno prolazi kroz obe vijke.

Prema zakonu elektromagnetske indukcije, kada se fluks menja, generiše se indukovana elektromotorna sila u vijkama. Ako je sekundarna vijka spojena na opterećenje, tada će tok u sekundarnoj vijci menjati prema naponu u primarnoj vijci i odnosu broja zavojaka u vijkama, time ostvarujući transformaciju napona.

Konkretno, kada su napon i tok u primarnoj vijci određeni, napon i tok u sekundarnoj vijci mogu se izračunati koristeći sledeće formule:

Odnos napona: Odnos primarnog napona i sekundarnog napona (odnos zavojaka) transformatora jednak je odnosu broja zavojaka u primarnoj vijci i broju zavojaka u sekundarnoj vijci, tj.,

U2/U1=N2/N1

Odnos toka: Odnos primarnog toka i sekundarnog toka u transformatoru jednak je recipročnoj vrednosti odnosa broja zavojaka u primarnoj vijci i broja zavojaka u sekundarnoj vijci, tj.,

I2/I1=N1/N2

Značaj u električnoj mreži

• Regulacija napona: Transformatori mogu pretvoriti visok napon u niski napon i obrnuto kako bi zadovoljili potrebe različitih korisnika. Ovo je posebno važno za dalekovodnu prenosu, jer visoki napon tijekom prenosa može smanjiti gubitke energije i povećati efikasnost.

• Izolacija i zaštita: Transformatori fizički izoliraju krugove različitih nivoa napona kako bi sprečili međusobni uticaj struja i greške u krugu da utiču na celi sistem. Takođe imaju zaštitne funkcije poput zaštite od preopterećenja i kraćenja kako bi osigurali bezbednu operaciju električne mreže.

• Poboljšanje energetske efikasnosti: Regulacijom napona, transformatori mogu efikasnije raspodeliti električnu energiju, smanjujući gubitke energije tijekom prenosa i korišćenja.

• Fleksibilnost i raznolikost: Različiti dizajni transformatora (poput step-up i step-down transformatora) omogućavaju električnim sistemima fleksibilno rešavanje različitih situacija, uključujući dalekovodnu prenosu, urbanu distribuciju i industrijsku upotrebu.

• Stabilno snabdevanje strujom: Transformatori mogu prilagoditi svoj izlaz prema promenama u potrazi za snagom, osiguravajući stabilnost i pouzdanost električne mreže.

Kao rezultat, transformatori igraju ključnu ulogu u sistemu snabdevanja strujom i predstavljaju ključnu opremu za osiguranje efikasne i sigurne prenose električne energije.