Elektromagnetismoa

Autoindukzioa 
eta elkar-indukzioa

Autoindukzioa.
R-L zirkuitua

Zirkuitu akoplatuak (I)

Zirkuitu akoplatuak (II)

Oszilazio elektrikoak

Kondentsadore-
bikotearen problema

K. alternoko zirkuitu
baten elementuak

Sistema elektro-
mekaniko oszilatzailea

Eraztun baten auto-
indukzioa neurtzea

LCR zirkuitua seriean
Erresonantzia

Argiaren abiadura 
hutsean neurtzea

Faraday-ren legearen
efektu mekanikoak

Thomson-en eraztuna (I)

Thomson-en eraztuna (II)

Transformadorea

Elkar-indukzioa

Sarritan zirkuitu batean korrontea aldakorra izaten da eta horren eraginez alboko beste zirkuitu batean eremu magnetikoaren fluxua aldakorra da. Ondorioz, bigarren zirkuitu horretan, indar elektroeragile bat induzitzen da; prozesu horri elkar-indukzioa deritzo.

Efektu hau erakusteko demagun solenoide bat eta espira bat ditugula, irudiak erakusten duen bezala akoplatuta (solenoideak N espira, l luzera eta S sekzioa). Suposa dezagun solenoidean i₁ korrontea zirkulatzen ari dela. Solenoideari zirkuitu primario deituko diogu eta espirari sekundario.

1.- Solenoideak sortutako eremu magnetikoa (primarioak) bere barnean uniformea dela suposatuko dugu eta ardatzaren paraleloa (kanpoan nulua da). Bere balioa lor daiteke Ampère-ren legea aplikatuz:

2. Eremu horrek espiraren sekzioa zeharkatzen du (sekundarioa), eta bere fluxua espiran zehar hau da:

S solenoidearen sekzioa da, ez espirarena, suposatzen delako solenoidetik kanpo eremurik ez dagoela.

3.- Elkar-indukzio koefizientea, M , definitzen da sekundarioan zeharreko fluxua zati primarioko intentsitatea:

Auto-indukzioa bezalaxe, elkar-indukzio koefizientea zirkuituen geometria eta posizio erlatiboaren menpekoa da soilik. Bere unitatea sistema internazionalean Henry-a da edo laburtuta, H, Joseph Henry zientzialariaren omenez.

Indar elektroeragile induzitua

Primarioko  i₁  intentsitatea aldakorra denean denborarekiko, sekundarioan indar elektroeragile bat induzituko da, V₂ , fluxu-aldaketaren aurkako noranzkoaz.

Faraday-ren legea aplikatuz, alegia sekundarioan zeharreko fluxua denborarekiko deribatuz:  F₂=M·i_{1 ,}  sekundarioko i.e.e lortzen da:

eta bere noranzkoa beti da primarioak sortutako fluxu-aldaketaren aurkakoa.

Transformadorea

Duela mende bat baino gehiago asmatu zen transformadorea, eta berari esker energia-garraioa eta banaketa burutu ahal izan da etxebizitza zein industrietan. Transformadorerik gabe elektrizitate-ekoizleen eta kontsumitzaileen arteko distantzia askoz txikiagoa izan beharko litzateke.

Gaur egun ere etxebizitzetan transformadoreak ohizkoak izaten dira besteak beste, kontsumo urriko lanparatan, pila-kargatzaileetan, aparatu elektronikoetan eta abar, eraikin handien sotoetan eta jakina, zentral elektrikoetan. Tamaina ere oso ezberdina izan daiteke: txikiak esku batean har daitezke eta handienek 500 tona baino gehiago izan dezakete.

Transformadore baten primarioa eta sekundarioa solenoide bi dira, burdinazko nukleo baten inguruan harilkatuta, fluxu-galerarik egon ez dadin.

Demagun fluxua espira bakoitzean zehar j  dela.

Primarioko  i₁  korrontea denboran zehar aldatzen bada sekundarioan indar elektroeragile bat induzitzen da: V₂.

Eta alderantziz kokatzen baditugu primarioa eta sekundarioa, bakoitza bestearen lekuan:

Azken adierazpen biak zatituz transformazio-erlazioa lortzen da:

Adibidez, sekundarioaren espira-kopurua N₂=5N₁  bada, orduan V₂=5V₁ . Transformadore horretan sekundarioko tentsioa primariokoa baino bost bider handiagoa da, hortaz transformadorea jasotzailea da. Transformadore bat erreduktorea izateko sekundarioko espira-kopurua txikiagoa izan behar da primariokoa baino.

Transformazio-prozesuan energia-galerarik ez badago, adibidez Foucault-en korronteak edo bestelakorik burdinazko nukleo laminatuan, primarioko energia denbora unitateko (potentzia) eta sekundariokoa berdinak izango dira:

Adibidea

Irrati batek 9V eta 360 mA kontsumitzen ditu. 220V-tara konektatzeko transformadorearen primarioak 440 buelta baditu, zenbat izan beharko ditu sekundarioak?

Primarioan aplikatzen den 220 Voltako tentsioa 9 Voltara transformatzen du sekundarioan:

Eta energia-galerarik ez badago, primarioko potentzia eta sekundariokoa berdinak izango dira:

220·i₁=9·360 beraz,  i₁=14.7 mA

Transformadore batek tentsioa jaisten badu intentsitatea handitzen du eta alderantziz. Efektu hau oso probetxugarria da elektrizitatea distantzia luzeetaraino garraiatzeko. Zentral elektriko batek ekoizten duen elektrizitatea transformadore jasotzaile baten primariora konektatuta dago eta sekundarioan garraio-kable luzeak, edo sarea. Primarioan intentsitate altua egon arren eta tentsio-maila ertaina, sekundarioan tentsio-maila oso altua da, 500.000 Volta inguru, eta beraz korrontea oso txikia, alderantzizko proportzioan. Garraio-kableetan Joule-efektuaz galtzen den energia intentsitatearen karratuaren proportzionala denez, intentsitatea gutxitzeak garraio-kableetako energia-galerak murrizten ditu.

Garraio-kablearen beste muturrean beste transformadore bat behar da, baina erreduktorea, tentsio-maila jaisteko eta horrela elektrizitatea modu seguru eta erosoan erabil ahal izateko eta intentsitate-maila handiagoa ere lortu ahal izateko.