7.38. A transzformátor áttételi viszonyainak mérése

A kísérlet célja

Az elektromos energia nagy távolságokba történő eljuttatásához nélkülözhetetlen az elektromos áram feszültségének változtatása, transzformálása. Ennek a fontos jelenségnek a bemutatása és a transzformátor modelljének megismertetése a kísérlet célja.

Szükséges anyagok, eszközök

• Tápegység
• Közös vasmagos tekercsek (menetszámok: 300, 600, 1200)
• Kábelek
• Feszültségmérő műszer

Leírás

Helyezzünk közös vasmagra iskolai tekercseket, az ábrán látható módon, így megépítve egy transzformátor modellt. A primer tekercsre kapcsoljunk 4 V váltófeszültséget! Változtassuk a primer (N₁) és szekunder (N₂) tekercs menetszámát a táblázatban látható módon és mérjük a szekunder tekercs feszültségét! Érdemes a bemeneti feszültséget is mérni.

Feladatok

• Méréseink alapján töltsük ki a táblázatot!

• Milyen törvényszerűséget lehet felfedezni az adatok alapján?
• Mi történik, ha a vasmag felső záró darabját eltávolítjuk, és úgy végezzük el a mérést? Magyarázzuk a jelenséget.

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

• Mit nevezünk ideális transzformátornak?
• Hogyan változik az áramerősség a menetszámok arányában?
• Hogyan befolyásolja az áramerősség a fogyasztón termelődött hőteljesítményt?
• Miért jó az áramot magas feszültségen szállítani nagy távolságokon?

Módszertani kiegészítések

• A diákoknak sokszor nem tudják, hogy mennyire meghatározó az életükben a transzformátor, sőt gyakran észre sem veszik, hogy nap, mint nap elmennek mellettük. Erre érdemes felhívni a figyelmet, hiszen az elektromos technológia alapvető része. Transzformátor látható a lakótelepek környékén egy nagy fémkonténerben, vagy egy különálló házban, vidéken a villanypózna tetején. Talán a diákok már gondolkoztak is azon, hogy miért van radiátor a villanypózna tetején (melyek persze a transzformátor hűtőbordái). Viccesen meg lehet jegyezni, hogy ha a lakótelep közepén van egy különálló, ablaktalan, "családi ház", akkor abban lakik a transzformátor. Búgó hangjáról is meg lehet ismerni a transzformátort (a búgás okának tárgyalása is érdekes lehet).