Neden 1000w transformator 10w transformatorden cok daha iri?

[Mikro Step]

Eger 0.5 mm capli bir iletkenden 100A akitabilecegimiz ozel bir elektrik telimiz olsaydi. Yani istedigimiz yuksek akim akitacak yuksek sarim sayilarini kucucuk bir hacima sigdirabilseydik;

10W transformator nuvesine 1000w transformator sarabilirmiydik?

Neden yuksek guc icin nuvenin gobek kesitinin buyuk olmasi gerekiyor?

1000W transformatorde nuveden akan akinin B degeri ile 10w transformatorde nuveden akan akinin B degeri farklimidir?
1000W transformatorden 1 A akim cekerken bu esnada nuveden akan akinin B degeri ile
100 A akim cekerken bu esnada nuveden akan akinin B degeri arasinda fark varmidir?

 

[Mikro Step]

Bana bunun formulu ........... bu nedenle boyle gibi cevaplariyla gelmeyin.

Ali Nesin boyle diyordu. Adamin birisi bu formulu vermis inanmayin. Ya o adam yalanciysa.

 

[Hazel]

bunun cevabini gecmis zaman yine siz vermistiniz, yuksek frekanslara ciktikca sadece saracagimiz sipir sayisi azalir diye, yani o kucucuk nuveye sarim sayisi sigiyorsa ve nuvede yuksek frekansta calismaya musaitse mhz ler mertebesinde calistirirsak sanirim ayni gucu aliriz.

 

[Mikro Step]

Ama bu seferki sorum frekansla ile ilgili degil. Transformatorun calisma prensibi konulu videomda demistim ki;

Sekonderde yuk yokken primer sargi, miknatislama akimi cekerek nuveden fi akisi akitir. Transformatoru yukledigimizde bu Fi akisi degismez.

Bu durum kulaga cok hos geliyor.

O zaman bu fi akisi miknatislama akimi ile karsilaniyorsa guc nuveden bagimsiz oluyor. Cunku sekonder yuklenince Fi akisini azaltiyor buna karsilik primer akimi artiyor ve dusen fi akisini gerisin geri eski degerine getiriyor. Transformatoru ne kadar yuklersen yukle bu dongu korunuyor. Sanki yuksek akim tasiyabilecek iletkenimiz olursa minicik nuveye yuksek gucte transformator sarabiliriz anlami cikiyor.

Ama tabiki bu yanlis bir cikarim.

Dogrusunu bulacagiz.

 

[132kHz]

bu gönderidekiler kendi youmumdur formullerle cevaplayacak kadar bilgim yok zaten ama

1000W transformatorden 1 A akim cekerken bu esnada nuveden akan akinin B degeri ile
100 A akim cekerken bu esnada nuveden akan akinin B degeri arasinda fark varmidir?

elbette farklı olmalıdır transformatörde elektirik akımını manyetik akıya çevirerek enerjiyi transfer ediyorsak 1000 wattlık nüvenin kesiti de sabit olduğuna göre manyetik akı yoğunluğu elbette farklı olmalıdır yoksa 1 birim enerjiye karşılık gelen akı ile 100 birim enerjiye karşılık gelen akı nasıl eşit olabilir yani ancak akının hızı artar ise daha fazla enerji nakledilebilir diye düşünüyorum peki akının hızı artabilir mi ? bu akımın frekansına bağlı bir şey midir ? eğer öyle ise bu yüzden mi yüksek frekansta daha küçük trafolar kullanabiliyoruz

silisyum nüvede frekansı arttırmamızın önünde engel eddy kayıpları var bu yüzden ferrit nüve kullanılıyor ama neden düşük frekansta ferrit nüve kullanılamıyor diyecekken onu da buldum sanırım ferrit çekirdeğin bosluklu iç yapısı düşük frekansta akıya engel oluyor ama neden ?

Olmayan manyetk bilgimle size cevap vermeye çalışırken aydınlandım sanırım ezberlemek yerine bu şekilde irdelemek çok daha faydalıymış

O zaman bu fi akisi miknatislama akimi ile karsilaniyorsa guc nuveden bagimsiz oluyor. Cunku sekonder yuklenince Fi akisini azaltiyor buna karsilik primer akimi artiyor ve dusen fi akisini gerisin geri eski degerine getiriyor. Transformatoru ne kadar yuklersen yukle bu dongu korunuyor.

O zaman nuvenin kesitinin hic onemi yok.

peki bu fi akısının değeri neye göre değişiyor neye bağlı mesela nüve kesiti ile değişiyor mu ? nüve malzemesine bağlı mı ?

ve fi mıknatıslanma akımı ile karşılanıyor diyebilir miyiz ? bence fi ilk enerjilendirildiğinde çekilen yüksek akım ile karşılanıyor ve nüvede devir daim ediyor mıknatıslanma akımı ise manyetik akının bu yolda gördüğü direnç (eddy akımları + başka şeyler bilmiyorum) sebebi ile kaybettiği enerjiyi geri sağlıyor sekonder yüklendiğinde ise yine aynı sekilde kaybedilen enerjiyi geri sağlamak için primerden enerji çekiliyor

tabi bunların hepsi yazdıklarınızdan mantık yürüterek bulduğum sonuclar manyetik bilgim yok

 

[Mikro Step]

Biraz once asagidaki dokumani gordum.

https://eem-muhendislik.omu.edu.tr/tr/belgeler/deney-foyleri/elektrik-makinalari-i/D4-TRANSFORMAT%C3%96RLERDE%20%C4%B0ND%C3%9CKS%C4%B0YON,%20MIKNATISLANMA%20AKIMI%20VE%20POLAR%C4%B0TE.pdf

Okuduktan sonra tartismaya devam edelim. Cunku bir kac sayfasinda miknatislama akimiyla ilgili guzel bilgiler gordum. (Sayfa 4, 5 ve 6)

 

[Mikro Step]

Iki ayri sekonderi olan bir sebeke transformatorumuz olsun.

Sekonderlerden birisine voltmetre/scop vs baglayalim.

Diger sekondere ise omik yuku bir anahtar ile baglayalim.

Gorecegiz ki transformator yuklensin ya da yuklenmesin olcum yapilan sekonderdeki voltaj cok fazla degismeyecektir.

O zaman diyebiliriz ki;

Yuksuz sekonderin voltaji V=Ndfi/dt olduguna gore yuklenen sekonder eger fi akisinda degisime neden olsaydi transformatorun sekonderi yuklendikce yuksuz sekonderin voltaji degismeliydi.

Bu da demektir ki transformator yuklenince nuveden akan magnetik akida buyuk bir degisim olmuyor.

Ne zaman oluyor? Yuk asiri artarsa oluyor.

 

[Mikro Step]

Bir transformatorde nominal akim (In) ile miknatislama akimi (Im) arasinda nasil bir oran vardir?

Yillar onceki ders notlarindan hatirladigim yuksek guclu transformatorlerde Im=In/100 dur.

 

[Hazel]

ayni deneyi smps ile yapinca regulesiz taraf reguleli tarafa gore artiyordu ama, orada sinus kullanmadigimiz icin dutye bagli olarak tepe akimlarindan dolayimi voltaj artiyor.

 

[devreci]

Manyetik alan ışık ile aynıdır ışık zaten manyetizmadır.

Buna çok basit cevap verilebilir.

10W lık bit trafoyu 1000 derece ısıtırsak etrafa ne kadar ışık verir , 1000W trafoyu bin derece ısıtırsak etrafa ne kadar ışık verir mantık aynı yani.

Şimdi diyeceksin hiç çekirdeği olmasın, iki tel buralım bununla nüvesiz trafo yapalım o zaman da birim madde çok az ışık yayıyor diye düşünebilriz.

 

[Mikro Step]

ayni deneyi smps ile yapinca regulesiz taraf reguleli tarafa gore artiyordu ama, orada sinus kullanmadigimiz icin dutye bagli olarak tepe akimlarindan dolayimi voltaj artiyor.

SMPS de olaylar sabit giris voltajina ve nuvedeki magnetizma fizigine birakilmiyor geri besleme ile mudahale ediliyor.

Regulasyonun oldugu taraf yuklenince voltaj dusuyor ve regulasyon duzenegi nuveye aktarilan gucu artiriyor. Dolayisi ile yuklenen yuklenmeyen tum sekonderler bu durumdan etkileniyor.

Eger 20Khz lik AC voltaj kaynagi (sebeke) yaparsan ve 20Khz transformator kullanirsan sekonder 50Hz transfortmatorde anlattigim gibi davranir.

 

[Hazel]

soyle bir senaryo olsa, hava gobekli bir transformator olsa, primer ve sekonder oyle bir sarilsinki birinci primer turun yaninda hemen sekonder sarginin birinci turu olsun yani iki bobin teli arasindaki bosluk sadece teflon izolasyon olsun, boyle bir trafo sarsak epey bir sarim sayisi isteyecektir ama verim nasil etkilenir, yada boyle bildiginiz bir ornek kullanim varmi, smps de olur, radyo tank devreleri haric.

 

[Mikro Step]

Dediginiz sarimi dusunmeye calisinca beynim yanacak. Cizim yapsaniz.

Iki teli yanyana getirip hava gobekli bir bobin yapsak diyorsun. Hatta bu bobini de dairesel bukup hava gobekli 1/1 oraninda sarimli toroid yapalim.

 

[Hazel]

hocam bildigin trafo sarimi, tek fark sarim yaparken primeri once skonderi sonra sarmayacaksin, primeri ve sekonderi ayni anda saracaksin, yani elinde 2mm lik tel yokmusta iki tane 1mm lik tel ile sarim yapar gibi, sac nuve olmayacak sadece makara olacak.

 

[Mikro Step]

Havanin reluktansi cok buyuk olacagi icin buyuk degerli enduktans elde edebilmek icin cok fazla sargi sarmak gerekecek. Dolayisi ile omik kayip cok fazla olacak. Hele hele bu duzenegi 50Hz de calistirmak cok zor.

 

[Mikro Step]

(Yorum yapacagim.)

Enerjinin korunumu kanunu geregi

Elektriksel enerji = Magnetik malzemeye aktarilan enerji olmali. (Yararli zararli farketmez)

Ya da bir peryod boyunca elektriksel guc = Magnetik Guc

Verdigimiz gucu magnetik nuveye aktarmaya calisalim.

P= V * I = NI * Fi

Fi=B*S

K=Magnetik Yolun Uzunlugu

H=Ni/K

NI=HK

o halde P=H*K*B*S

P=H*B*K*S

K manyetik alanin uzunlugu ve S manyetik yolun kesiti olduguna gore K*S metre kup boyutunda hacimdir. Yani nuvenin iriligidir.

P=H*B*Irilik

Gucu artirabilmek icin

Magnetik alan siddetini artirabiliriz.
Magnetik aki yogunlugunu artirabiliriz. Yani kesitten akacak akiyi artirabiliriz.
Magnetik malzemeyi irilestirebiliriz.