2. ÜNİTE: 6. BÖLÜM DEĞERLENDİRME SORULARI
A. Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri uygun kelimeleri kullanarak tamamlayınız.
Cevap: 1. transformatör 2. primer gerilimi 3. akım makarası 4. alternatif 5. sekonder gerilimi
Gerilim artırmak ya da azaltmak için kullanılan düzeneğe transformatör denir.
Transformatörlerin girişindeki gerilime primer gerilimi denir.
Transformatörlerde, demir nüve üzerinde iki akım makarası bulunur.
Transformatörler alternatif akım ile çalışır.
Transformatörlerin çıkışından elde edilen gerilime sekonder gerilimi denir.
B. Aşağıdaki cümlelerin başına doğru ise “D”, yanlış ise “Y” yazınız.
Cevap: 1. D 2. D 3. Y 4. D 5. Y
1. (D) Primer sarım sayısı sekonder sarım sayısından büyük olan transformatörlere alçaltıcı transformatör denir.
2. (D) Sürekli açılıp kapatılan bir doğru akımla da transformatör çalışabilir.
3. (Y) Elektriğin elde edildiği santralden, kullanılacağı yere ulaştırılması sürecinde oluşan güç kayıplarını azaltmak için gerilimi düşürüp akımı artırmak gerekir.
4. (D) Transformatörler, sekonderdeki manyetik akının değiştirilmesi ile çalışır.
5. (Y) Transformatörün sekonderinden elde edilen güç primerden verilen güçten küçük ise bu transformatör ideal transformatördür.
C. Aşağıda verilen soruları cevaplayınız.
1. Transformatörlerin yapısını açıklayınız.
Cevap:
Transformatörler, elektrik enerjisini farklı voltaj seviyelerine dönüştüren cihazlardır. Bu nedenle, elektrik enerjisi üretim, dağıtım ve kullanım aşamalarında kritik öneme sahiptir.
Transformatörlerin yapısı en basit halde, ince, silisli saclardan oluşan kapalı bir manyetik gövde (nüve) ile bunun üzerine sarılan yalıtılmış iletken sargılarından oluşur. Temelde transformatörde iki sargı bulunur. Bu sargılardan biri primer (birincil) sargı, diğeri ise sekonder (ikincil) sargıdır. Primer ve sekonder arasında elektriksel bir bağlantı yoktur. Sargılarda kullanılan iletkenler arasında da vernikli bir bobin teli kullanıldığından dolayı herhangi bir temas yoktur.
Transformatörlerin primer ve sekonder sargıları birbirlerinden elektriksel olarak yalıtıldıkları gibi nüveden de yalıtılır. Yalıtkan olarak kâğıt, mika, pres bant, yağ, pamuk reçine gibi maddeler de kullanılır.
2. Transformatörlerin çalışma ilkesini açıklayınız.
Cevap:
Transformatörlerin çalışma ilkesi Faraday’ın indüksiyon yasasına dayanır. Bu yasaya göre, bir iletkenin üzerindeki gerilim, iletkeni kesen manyetik alanın değişim hızı ile doğru orantılıdır.
Transformatörlerde iki iletken sargı vardır: primer sargı ve sekonder sargı. Bu sargılar arasında elektriksel bir bağlantı yoktur, ancak aynı manyetik gövde (nüve) üzerinde bulunurlar.
Primer sargıya alternatif gerilim uygulandığında, primer sargıdan alternatif akım geçer ve nüve üzerinde bir manyetik alan meydana getirir. Nüve üzerinde oluşan bu manyetik alan sekonder sargısını keserek gerilim endüklenir. Yani primere uygulanan gerilim eşit miktarda, düşük seviyede veya yüksek seviyede sekonderden alınır. Transformatörün anlamı olan dönüştürme bu şekilde sağlanır.
Transformatörlerin primer sargılarına doğru gerilim uygulandığında sabit bir manyetik alan meydana gelir. Bu alanın yönü ve şiddeti değişmeyeceğinden sekonder sargılarında bir gerilim oluşmaz. İşte bu yüzden trafolar sadece AC sistemlerde kullanılır.
3. Transformatörlerin kullanım alanları nelerdir? Örnekler veriniz.
Cevap:
Transformatörlerin kullanım alanları, gerilim seviyesini artırmak veya azaltmak için elektrik enerjisi üretim, iletim, dağıtım ve şebeke sistemlerinde; farklı devrelerdeki yükselticileri birleştirmek, doğru akımı yüksek alternatif akıma çevirmek ve belirli bir frekans değerine sahip dalgaları iletmek için elektronik devrelerde; izolasyon amacıyla ve bazen de kondansatörler ve dirençlerle beraber kullanılmak üzere çeşitli alanlarda kullanılır.
Transformatörlerin günlük hayatta kullandığımız bazı örnekleri şunlardır:
-
Evlerdeki kapı zilleri, radyo ve teyp gibi araçların çalışabilmesi için 220 voltluk bir elektrik gerilimini 8, 10 ya da 12 voltluk bir elektrik gerilimine düşürmek için alçaltıcı transformatörler kullanılır.
-
Kaynak makineleri için kullanılan transformatörlerde sekonder sargı sayısı primer sargı sayısından daha azdır. Bu sebeple sekonder sargıdan elde edilen akım şiddeti çok yüksek olması nedeni ile ısı enerjisi ile birlikte kaynak yapmak mümkün hale gelir.
-
Eğer sekonder sargı tek bir sarımdan oluşuyor ise oldukça yüksek bir akım şiddeti elde edildiği için metal parçaları ergitebilmektedir. Bu durum ise indüksiyon fırınlarının en temel prensibini oluşturur.
-
Televizyonlarda ve elektrik santrallerinde gerilimi yükseltmek için yükseltici transformatörler kullanılır.
-
Ev aletlerinde ve şehir girişlerindeki trafo merkezlerinde gerilimi düşürmek için indirici transformatörler kullanılır.
-
Mikroişlemci tabanlı kontrolörler gibi hassas ekipmanları izole etmek için izole transformatörler kullanışlıdır.
4. Elde edilen elektriğin taşınması sırasında oluşan güç kayıplarını en aza indirmek için transformatörlerden nasıl yararlanılır?
Elektrik enerjisinin taşınması sırasında hatlarda ısı şeklinde güç kaybı ve gerilim düşümü olur. Bu durumu asgariye indirmek için güç sabit tutulup gerilimin yükseltilmesi gerekir. Bu akımın düşürülmesi demektir.
Transformatörler, elektrik enerjisinin gerilim seviyesini manyetik indüksiyon yoluyla dönüştüren cihazlardır. Transformatörlerden yararlanarak, elektrik enerjisi üretildiği yerden çok uzak bölgelere kolayca taşınabilir. Transformatörler yardımıyla gerilimi yükseltmek mümkün olduğu gibi, düşürmek de mümkündür.
Örneğin, elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisi yükseltici transformatörler ile yüksek gerilimli iletim sistemlerine aktarılır. Bu sayede hatlarda kullanılan iletkenlerin kesitleri küçülür, kayıplar azalır ve iletken maliyeti dolayısıyla da iletim maliyetleri düşer. Elektrik enerjisi kullanım alanlarına yaklaştığında ise indirici transformatörler ile gerilim seviyesi düşürülür ve güvenli bir şekilde tüketicilere dağıtılır.
5. İdeal transformatör ne demektir? Açıklayınız.
Ç. Aşağıdaki problemleri çözünüz.
1. Şekildeki gibi bağlanmış ideal bir transformatörde K, L,M ve P bölümlerindeki sarım sayıları NK, NL, NM ve Np dir. Transformatörün primer gerilimi VA, sekonder gerilim………….. kaçtır ?
Cevap: 6
2. Şekildeki ideal transformotörün primeri 4N sarım sayısına sahip olup sekonderinde 2N ve 3N sarım sayılarına sahip iki çıkış bulunmaktadır. Buna göre V1 ve V2 gerilimlerini Vp cinsinden bulunuz.
D. Aşağıdaki test sorularını çözünüz.
1. Şekildeki gibi bir ideal transformatörde sekonderden elde edilen gerilimi iki katına çıkarmak için
I. L’deki sarım sayısını iki katına çıkarmak,
II. M’deki sarım sayısını iki katına çıkarmak
III. N’deki sarım sayısını yarıya indirmek işlemlerinden hangileri tek başına yapılabilir?
Cevap: A
2. Transformatörler ve kullanım alanları ile ilgili olarak aşağıda verilen bilgilerden hangisi yanlıştır?
A) Gerilimi yükseltmede kullanılır.
B) Gerilimi düşürmede kullanılır.
C) Doğru akım kaynağı ile çalışır.
D) Alternatif akım kaynağı ile çalışır.
E) Gerilimi yükselterek taşıma sırasındaki güç kayıpları azaltılır.
Cevap: C
