11. Sınıf Fizik · 2. Ünite: Elektrik ve Manyetizma
Transformatörler
Santralde üretilen elektrik yüzlerce kilometre öteye taşınır, sonra evinizdeki prize ve telefon şarj aletine uygun gerilime indirilir. Bu dönüşümleri yapan aygıt transformatördür. Bu konuda transformatörün yapısını, niteliklerinin (sarım sayıları, gerilim, akım) birbiriyle ilişkisini ve kullanım alanlarını deney ve verilerle yorumlayacaksın. Sayısal hesap yapmayacaksın; "artar, azalır, büyüktür, küçüktür" yargılarıyla ilişkileri açıklayacaksın.
Kazanımlar
- FİZ.11.2.13. Transformatörün yapısını (birincil sargı, ikincil sargı, demir çekirdek) ve çalışma ilkesini elektromanyetik indüksiyonla açıklar.
- FİZ.11.2.13. Deney yaparak sarım sayıları, gerilim ve akım arasındaki ilişkileri yorumlar; yükseltici ve alçaltıcı transformatörü ayırt eder.
- FİZ.11.2.13. Alternatif ve doğru akım kaynağıyla çalışmasını ve demir çekirdeğin rolünü gözlemlere dayanarak açıklar.
- FİZ.11.2.13. Transformatörlerin kullanım alanlarına yönelik verileri kaydeder ve cihazların gerilim ihtiyacıyla transformatör türünü eşleştirir.
- FİZ.11.2.13. Elektrik enerjisinin iletiminde yükseltici ve alçaltıcı transformatörlerin rolünü yorumlar ve değerlendirir.
Konu anlatımı
Elektrik evlere nasıl ulaşır?
Yapı ve çalışma ilkesi
Nitelikler arasındaki ilişkiler: sarım sayıları, gerilim ve akım
Deneyle nitelikleri belirleme ve veri yorumu
Kullanım alanları ve enerjinin iletimi
Gerçek transformatörde kayıplar
Sık yapılan hatalar
Anahtar terimler
- Transformatör
- Alternatif gerilimi, frekansını değiştirmeden yükselten ya da alçaltan, elektromanyetik indüksiyona dayalı aygıt.
- Birincil sargı
- Kaynağa bağlanan bobin; giriş gerilimi bu sargıya uygulanır.
- İkincil sargı
- Yüke bağlanan bobin; çıkış gerilimi bu sargıda indüklenir.
- Demir çekirdek
- İki sargının ortak geçtiği yumuşak demir halka; manyetik akıyı birincilden ikincile taşır.
- Yükseltici transformatör
- İkincil sarım sayısı birincilden fazla olan, çıkış gerilimini girişten büyük yapan transformatör.
- Alçaltıcı transformatör
- İkincil sarım sayısı birincilden az olan, çıkış gerilimini girişten küçük yapan transformatör.
- Girdap akımı
- Çekirdekte oluşan istenmeyen indüksiyon akımları; çekirdeği ısıtır, ince yalıtılmış saclarla azaltılır.
- Verim
- Çıkış enerjisinin giriş enerjisine oranı; gerçek transformatörlerde yüzde yüzden küçüktür.
Örnek soru
Transformatörün çalışması aşağıdaki olaylardan hangisine dayanır?
- Elektrik yüklerinin birbirini çekmesine (Coulomb kuvveti)
- Akım geçen telin sıcaklığının artmasına
- Manyetik alanda akım taşıyan tele kuvvet etki etmesine
- Birincil sargıdaki değişken akımın, ikincil sargıda indüksiyon gerilimi oluşturmasına
- Çözeltilerin elektrolizine
Doğru cevap: D
Çözüm
Transformatörün iki sargısı elektriksel olarak birbirine bağlı değildir; aralarındaki bağ manyetik akıdır.
1. Birincil sargıdan geçen değişken akım, demir çekirdekte zamanla değişen manyetik akı oluşturur.
2. İkincil sargıdan geçen akı değiştiği için ikincil sargıda indüksiyon gerilimi oluşur.
Bu, elektromanyetik indüksiyondur; doğru cevap D. C seçeneği elektrik motorunun ilkesidir, transformatörün değil.