イントロ
発電機と変圧器
つくる装置と、電圧を変える装置
発電機はタービンなどの運動エネルギーを電気エネルギーへ変換します。変圧器は既にある交流を二つのコイルで受け渡し、巻数比に応じて電圧を変えます。
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学習モード
外観
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定義
- とは、を利用してをへ変える装置です。
- 見分けるポイント
- は既にあるの電圧を変え、電気を無からつくる装置ではありません。
公式
理想変圧器の関係
巻数比と電圧比
V₂V₁=N₂N₁
と比は、理想化すると同じです。
- V₁,V₂一次・二次側の交流電圧
- N₁,N₂一次・二次コイルの巻数
理想的な電力
V₁I₁=V₂I₂
の損失を無視すると、電圧を高くした側ではが小さくなります。
- I₁,I₂一次・二次側の電流
使うときのコツ
昇圧なら電流は小さく、降圧なら電流は大きくなります。
解くコツ
発電か変圧かを分類し、変圧なら一次・二次の対応をそろえて比を立てます。
比較
| 装置 | 入力→出力 | 主な役割 |
|---|---|---|
| 発電する装置 | で運動から交流の電気へ | 新たに電気出力を得る |
| 電圧を変える装置 | は交流から別の電圧の交流へ | ・を行う |
装置発電する装置
- 入力→出力
- で運動から交流の電気へ
- 主な役割
- 新たに電気出力を得る
装置電圧を変える装置
- 入力→出力
- は交流から別の電圧の交流へ
- 主な役割
- ・を行う
一方は運動から電気出力を得て、もう一方は既にある交流の電圧を変えます。
手順
一次側と二次側の比を使う手順
- 1
一次側と二次側の電圧・巻数を対応させる
- 2
と電圧比を同じ順序で書く
- 3
未知量を左辺へ整理して代入する
- 4
巻数が少ない側で電圧も低いか確かめる
例
- 場面
- 一次500巻へ100 Vの交流を加え、二次側で20 Vを得たい理想変圧器を考える。
- 順に考えると
- 20/100=N₂/500よりN₂=100巻です。二次側は一次側の1/5の巻数なので、電圧も1/5です。これは降圧であり、理想化では二次電流は一次電流より大きくなります。
- ここが結論
- 二次コイルは100巻です。
注意
変圧器を発電機としない
確認
巻数比の確認
Q1
一次200巻・二次800巻の理想変圧器で、一次電圧が50 Vなら二次電圧はどれですか。
確認
装置の役割確認
Q1
タービンの回転エネルギーを交流の電気エネルギーへ変える装置はどれですか。
まとめ
まとめ
- 1
発電機は運動エネルギーから交流をつくる
- 2
変圧器は交流電圧を巻数比で変える
- 3
V₂/V₁=N₂/N₁
- 4
理想化では昇圧すると電流は小さくなる
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