۲۰ امتحان نهایی / نمونه سؤال فیزیک
نمونه سؤال القا · ترانسفورماتور

۱۰ نمونه سؤال ترانسفورماتور؛
کمیت‌های اولیه و ثانویه را در دو ستون هم‌جهت بنویس

برای مدل ایدئال از Vp/Vs=Np/Ns و VpIp=VsIs استفاده کن. زیرنویس‌های اولیه و ثانویه را در همهٔ نسبت‌ها هم‌جهت نگه دار.

V/N ثابت | توان برابر

قرارداد کاربرگ

p سیم‌پیچ اولیه و s سیم‌پیچ ثانویه است. اتلاف در سؤال‌های عددی نادیده گرفته می‌شود، مگر آن‌که بازده جداگانه داده شود.

نقشهٔ حل

جدول p و s ← نسبت V/N ← افزاینده یا کاهنده ← توان ایدئال ← نسبت وارون جریان

سؤال ۱: ولتاژ ثانویه

Np=1000، Ns=200 و Vp=220 V است. Vs را بیابید.

پاسخ: Vs=220×200/1000=44 V.

سؤال ۲: نوع ترانس

ترانس سؤال قبل افزاینده است یا کاهنده؟

پاسخ: کاهنده، چون Ns<Np و Vs<Vp است.

سؤال ۳: افزاینده

اگر Ns سه برابر Np باشد، ولتاژ ثانویه چه نسبتی با اولیه دارد؟

پاسخ: در مدل ایدئال سه برابر است.

سؤال ۴: دور مجهول

Vp=100 V، Vs=25 V و Np=800 است. Ns چقدر است؟

پاسخ: Ns=800×25/100=200 دور.

سؤال ۵: جریان ثانویه

ترانس ایدئال Vp=200 V و Ip=0.5 A، و Vs=50 V دارد. Is را بیابید.

پاسخ: توان اولیه 100 W است؛ Is=100/50=2 A.

سؤال ۶: نسبت جریان

در ترانس کاهندهٔ ولتاژ ایدئال، جریان ثانویه نسبت به اولیه چگونه است؟

پاسخ: برای توان برابر، با کاهش ولتاژ جریان افزایش می‌یابد.

سؤال ۷: توان خروجی

ترانس ایدئال 120 W توان می‌گیرد. توان خروجی چقدر است؟

پاسخ: 120 W؛ در مدل ایدئال اتلاف نداریم.

سؤال ۸: بازده واقعی

اگر توان ورودی 200 W و بازده 90% باشد، توان خروجی چیست؟

پاسخ: Pout=0.90×200=180 W.

سؤال ۹: نیاز به جریان متغیر

چرا ترانسفورماتور برای کار معمول خود به شار مغناطیسی متغیر نیاز دارد؟

پاسخ: ولتاژ القایی در ثانویه از تغییر شار پدید می‌آید؛ شار ثابت القای پیوسته ایجاد نمی‌کند.

سؤال ۱۰: خطای نسبت

دانش‌آموز Vp/Vs را برابر Ns/Np نوشته است. چگونه خطا را تشخیص دهیم؟

پاسخ: صورت و مخرج دور باید با همان سمت ولتاژ متناظر باشند: Vp/Vs=Np/Ns.

چطور خودتصحیح کنی؟

یک جدول دو ستون p و s بساز، ابتدا نسبت دور و ولتاژ را حل کن و سپس توان را کنترل کن. افزایش ولتاژ باید در مدل ایدئال با کاهش جریان همراه باشد.