Γιάννη το ρεύμα στο δευτερεύον καθορίζεται από την τάση και το κύκλωμα του δευτερεύοντος. Η απορροφούμενη ισχύς από το κύκλωμα του δευτερεύοντος δεν είναι δεδομένη για να πούμε ότι η μικρότερη τάση συνεπάγεται μεγαλύτερο ρεύμα και το αντίστροφο. Στο παράδειγμα του βίντεο (έχω μια ίδια διάταξη στο εργαστήριο για την επίδειξη του φαινομένου Joule) αν συνδέσεις ένα καρφί θα λιώσει ενώ αν συνδέσεις ένα πολύ λεπτό σύρμα ούτε που θα ζεσταθεί.
Αν η τάση στο δευτερεύον έχει ενεργό τιμή 2,2 V και το ρεύμα είναι 200 Α , τότε η ισχύς στο δευτερεύον θα είναι λίγο μεγαλύτερη από 440W. Η ισχύς στο πρωτεύον θα είναι περίπου τόση. Με τάση στο πρωτεύον 220 V (ενεργός τιμή) θα έχουμε ρεύμα 2 Α στο πρωτεύον.
Στο υπό συζήτησιν πείραμα δεν συνδέθηκε βίδα. Συνδέθηκε ένα πηνίο. Το τι ρεύμα κυκλοφόρησε σ' αυτό μπορούμε να το βρούμε από το υβριδικό ισοδύναμο του μετασχηματιστή:
Θέλει δουλειά. Συνδέεις μια σύνθετη αντίσταση δεξιά και κάνεις υπολογισμούς στο ισοδύναμο κύκλωμα.
Όμως δεν είναι περίεργο το ότι η τάση στο δευτερεύον μικραίνει και ταυτόχρονα αυξάνεται το ρεύμα σ' αυτό.
Σωστά διότι το καρφί έχει μικρή αντίσταση, δηλαδή διαρρέεται από μεγάλο ρεύμα. Αν το καρφί έχει 20 πλάσια διατομή θα διαρρέεται από ρεύμα 20 φορές μεγαλύτερο. Υποπτεύομαι (λες για πολύ λεπτό σύρμα) ότι ο λόγος διατομών είναι μεγαλύτερος. Γιατί να λιώσει;
Όμως ας αλλάζουμε μόνο έναν παράγοντα και όχι δύο ταυτόχρονα.
Πείραμα1:
Πρωτεύον 600 σπειρών, δευτερεύον 300 σπειρών, καρφί χοντρό στην έξοδο του δευτερεύοντος.
Θα λιώσει;
Πείραμα2:
Πρωτεύον 600 σπειρών, δευτερεύον 3 σπειρών, καρφί χοντρό στην έξοδο του δευτερεύοντος.
Θα λιώσει;
Αν λιώσει στη δεύτερη περίπτωση και όχι στην πρώτη, δικαιούμαι να συμπεράνω ότι έχουμε μεγαλύτερο ρεύμα εκεί που η τάση στο δευτερεύον είναι μικρότερη;
Γιάννη, ας κάνουμε μια επιστροφή 20 χρόνια πίσω, τότε που διδάσκαμε μετασχηματιστές.
Δανείζομαι το σχήμα σου:
όπου τα πηνία είναι ιδανικά το δίκτυο έχει τάση 220V, στο πρωτεύον έχουμε 220 σπείρες και 20 στο δευτερεύον. Προφανώς η ενεργός τάση στο δευτερεύον θα βγει 20V.
Για να δούμε ρεύμα και ισχύ στο δευτερεύον για διάφορες τιμές αντίστασης .
1) Αν R=20Ω τότε Ιεν2=1Α και Ρ2=20W
2) Αν R=2Ω τότε Ιεν2=10Α και Ρ2=200W
3) Αν R=0,2Ω τότε Ιεν2=100Α και Ρ2=2.000W
Με βάση αυτές τις τιμές του ρεύματος, μπορούμε να υπολογίσουμε και τις ενεργές εντάσεις στο πρωτεύον…
Γιάννη υποθέτω ότι και στις δύο περιπτώσεις τροφοδοτούμε το πρωτεύον με 220V.
Στην πρώτη περίπτωση το σύρμα του δευτερεύοντος δεν μπορεί να είναι πολύ χοντρό οπότε θα έχουμε μια αντίσταση μεγαλύτερη απo του καρφιού οπότε πιο πολύ θα ζεσταθεί το σύρμα του δευτερεύοντος παρά το καρφί. Στην πράξη βέβαια δεν θα γίνει τίποτε απο τα δύο γιατί θα πέσει η ασφάλεια στο κύκλωμα του πρωτεύοντος.
Στην δεύτερη περίπτωση το καρφί θα λιώσει αφού θα περάσει ρεύμα έντασης >500Α (με δύο σπείρες στο δευτερεύον, τάση 1,7V, 450Α μετρημένα). αρκεί οι τρεiς σπείρες να είναι απo πολύ χοντρό καλώδιο χαλκού (διατομής μεγαλύτερης από 50 mm^2).
Στο δευτερεύον Διονύση έχουμε μια επαγωγική ΗΕΔ. Το δευτερεύον έχει αντίσταση εσωτερική, Μακρύ σύρμα και λεπτό.
Το καρφί έχει πολύ μικρή αντίσταση. Ουσιαστικά είναι βραχυκύκλωμα.
Ας πάρω όμως κάτι σαν το παράδειγμά σου:
Η τάση στο πρωτεύον είναι 220 V και στο δευτερεύον είναι 22V. Συνδέω αντίσταση 0,01 Ω, ουσιαστικά βραχυκύκλωμα. Το ρεύμα βραχυκύκλωσης είναι 22 V/Rεσ, όπου Rεσ η εσωτερική αντίσταση του δευτερεύοντος. Τι βγαίνει; Κάπου 2,2 Α.
Έπειτα…..
Η τάση στο πρωτεύον είναι 220 V και στο δευτερεύον είναι 2,2V. Συνδέω αντίσταση 0,01 Ω, ουσιαστικά βραχυκύκλωμα. Το ρεύμα βραχυκύκλωσης είναι 2,2 V/R΄εσ, όπου R΄εσ η εσωτερική αντίσταση του δευτερεύοντος. Αυτή είναι πολύ μικρότερη για δυο λόγους. Λίγες σπείρες=μικρό σύρμα=μικρή αντίσταση και χοντρό σύρμα=μικρή αντίσταση.
Η R΄εσ είναι όχι 10 φορές μικρότερη αλλά 1000 φορές μικρότερη της R εσ.
Έτσι το ρεύμα 2,2 V/R΄εσ είναι κάπου 220 Α.
Φαντάζεσαι να είχαμε συμπεράνει ότι υποδεκαπλασιάσαμε την τάση και επομένως θα έπρεπε να υποδεκαπλασιαστεί το ρεύμα;
Στο κάτω-κάτω φαίνεται στα βίντεο. Το ίδιο καρφί σε δευτερεύον 300 σπειρών δεν λιώνει. Σε δευτερεύον όμως 3 σπειρών λιώνει.
Το συμπέρασμα ότι σε κάθε περίπτωση το καρφί διαρρέεται από ρεύμα Vδ/Rκαρφ είναι λανθασμένο.
Δεν μας απασχολεί η ισχύς στο πρωτεύον. Ούτε θα λιώσει, ούτε τσιγκουνευόμαστε το ρεύμα.
Γιάννη ας βάλουμε τα πράγματα σε μια σειρά με βάση το αρχικό ερώτημα του Άρη ελπίζοντας να ξεκαθαρίσουμε κάποια πράγματα.
Έστω ότι εφαρμόζοντας 220V στο πρωτεύον ενός μετασχηματιστή παίρνουμε 20V στο δευτερεύον. Αν εφαρμόσουμε στο πρωτεύον 110V δεν περιμένουμε 10V στο δευτερεύον;;; Αν μετρήσουμε 40 V δεν είναι παράδοξο;;;
Οι εντάσεις των ρευμάτων θα καθοριστούν από το κύκλωμα του δευτερεύοντος και σε κάθε περίπτωση υπολογίζονται σχετικά εύκολα και δεν έχουν σχέση με το ερώτημα.
Στην περίπτωση του Άρη το πρωτεύον είναι το πηνίο των 600 σπειρών και το δευτερεύον το αιωρούμενο πηνίο. Η τροφοδοσία του πηνίου γινόταν μέσω του μετασχηματιστή πολλαπλών τάσεων. Το "παράξενο" ήταν ότι αυξάνοντας την τάση τροφοδοσίας του πρωτεύοντος (πηνίου 600 σπειρών) η τάση στο δευτερεύον (αιωρούμενο πηνίο) μειωνόταν.
Στην πραγματικότητα όμως δεν συνέβαινε κάτι τέτοιο λόγω (μάλλον) μιας απροσεξίας στη συνδεσμολογία.
Οι εντάσεις των ρευμάτων θα καθοριστούν από το κύκλωμα του δευτερεύοντος και σε κάθε περίπτωση υπολογίζονται σχετικά εύκολα και δεν έχουν σχέση με το ερώτημα.
Αν με το "κύκλωμα του δευτερεύοντος εννοείς και το πηνίο του δευτερεύοντος να συμφωνήσω.
Μετά λες:
Στην περίπτωση του Άρη το πρωτεύον είναι το πηνίο των 600 σπειρών και το δευτερεύον το αιωρούμενο πηνίο.
Διαφωνώ. Υπάρχουν 4 πηνία στην υπόθεση:
Του πρωτεύοντος.
Του δευτερεύοντος.
Το πηνίο με τον πυρήνα που φαίνεται δεξιά.
Το αιωρούμενο πηνίο.
Η ΗΕΔ στο αιωρούμενο πηνίο εξαρτάται από το ρεύμα που διαρρέει δευτερεύον και δεξί πηνίο. Το ρεύμα είναι μεγαλύτερο όταν βάζουμε "μικρότερο" δευτερεύον. Έτσι εμφανίζεται μεγαλύτερη ΗΕΔ στο αιωρούμενο, παρά το ότι η ΗΕΔ στο δευτερεύον είναι μικρότερη. Μικρότερο πηνίο στο δευτερεύον σημαίνει μεν μικρότερη ΗΕΔ σ' αυτό, όμως σημαίνει μικρότερο ρεύμα;
Στον υπολογισμό του ρεύματος σημαντικό ρόλο παίζουν οι εσωτερικές αντιστάσεις.
by 
"Η ισχύς όμως είναι σχεδόν ίδια."
Αυτό από πού προκύπτει Γιάννη;
Η ισχύς καθορίζεται από το τι θα συνδέσεις στο δευτερεύον. Δεν καθορίζεται από το πρωτεύον πηνίο, ούτε από το εργοστάσιο της ΔΕΗ και την ισχύ του…
Δυο φωτογραφίες:
Λίγες σπείρες στο δευτερεύον και μεγάλη ένταση ρεύματος σ'αυτό.
Αν οι σπείρες δεν ήταν τόσο λίγες θα είχαμε πάλι ρεύμα μεγαλύτερο από αυτό σε ένα δευτερεύον περισσοτέρων σπειρών.
Θα είχαμε μεγαλύτερο πεδίο στο πηνίο που θα συνδεόταν με το δευτερεύον. Μεγαλύτερο ρυθμό μεταβολής της ροής και μεγαλύτερη ΗΕΔ στο αιωρούμενο πηνίο.
Γιάννη το ρεύμα στο δευτερεύον καθορίζεται από την τάση και το κύκλωμα του δευτερεύοντος. Η απορροφούμενη ισχύς από το κύκλωμα του δευτερεύοντος δεν είναι δεδομένη για να πούμε ότι η μικρότερη τάση συνεπάγεται μεγαλύτερο ρεύμα και το αντίστροφο. Στο παράδειγμα του βίντεο (έχω μια ίδια διάταξη στο εργαστήριο για την επίδειξη του φαινομένου Joule) αν συνδέσεις ένα καρφί θα λιώσει ενώ αν συνδέσεις ένα πολύ λεπτό σύρμα ούτε που θα ζεσταθεί.
Στο πείραμα του βίντεο έχουν συνδέσει μία πρόκα.
Αν η τάση στο δευτερεύον έχει ενεργό τιμή 2,2 V και το ρεύμα είναι 200 Α , τότε η ισχύς στο δευτερεύον θα είναι λίγο μεγαλύτερη από 440W. Η ισχύς στο πρωτεύον θα είναι περίπου τόση. Με τάση στο πρωτεύον 220 V (ενεργός τιμή) θα έχουμε ρεύμα 2 Α στο πρωτεύον.
Στο υπό συζήτησιν πείραμα δεν συνδέθηκε βίδα. Συνδέθηκε ένα πηνίο. Το τι ρεύμα κυκλοφόρησε σ' αυτό μπορούμε να το βρούμε από το υβριδικό ισοδύναμο του μετασχηματιστή:
Θέλει δουλειά. Συνδέεις μια σύνθετη αντίσταση δεξιά και κάνεις υπολογισμούς στο ισοδύναμο κύκλωμα.
Όμως δεν είναι περίεργο το ότι η τάση στο δευτερεύον μικραίνει και ταυτόχρονα αυξάνεται το ρεύμα σ' αυτό.
Σωστά διότι το καρφί έχει μικρή αντίσταση, δηλαδή διαρρέεται από μεγάλο ρεύμα. Αν το καρφί έχει 20 πλάσια διατομή θα διαρρέεται από ρεύμα 20 φορές μεγαλύτερο. Υποπτεύομαι (λες για πολύ λεπτό σύρμα) ότι ο λόγος διατομών είναι μεγαλύτερος. Γιατί να λιώσει;
Όμως ας αλλάζουμε μόνο έναν παράγοντα και όχι δύο ταυτόχρονα.
Πείραμα1:
Πρωτεύον 600 σπειρών, δευτερεύον 300 σπειρών, καρφί χοντρό στην έξοδο του δευτερεύοντος.
Θα λιώσει;
Πείραμα2:
Πρωτεύον 600 σπειρών, δευτερεύον 3 σπειρών, καρφί χοντρό στην έξοδο του δευτερεύοντος.
Θα λιώσει;
Αν λιώσει στη δεύτερη περίπτωση και όχι στην πρώτη, δικαιούμαι να συμπεράνω ότι έχουμε μεγαλύτερο ρεύμα εκεί που η τάση στο δευτερεύον είναι μικρότερη;
Γιάννη, ας κάνουμε μια επιστροφή 20 χρόνια πίσω, τότε που διδάσκαμε μετασχηματιστές.
Δανείζομαι το σχήμα σου:
όπου τα πηνία είναι ιδανικά το δίκτυο έχει τάση 220V, στο πρωτεύον έχουμε 220 σπείρες και 20 στο δευτερεύον. Προφανώς η ενεργός τάση στο δευτερεύον θα βγει 20V.
Για να δούμε ρεύμα και ισχύ στο δευτερεύον για διάφορες τιμές αντίστασης .
1) Αν R=20Ω τότε Ιεν2=1Α και Ρ2=20W
2) Αν R=2Ω τότε Ιεν2=10Α και Ρ2=200W
3) Αν R=0,2Ω τότε Ιεν2=100Α και Ρ2=2.000W
Με βάση αυτές τις τιμές του ρεύματος, μπορούμε να υπολογίσουμε και τις ενεργές εντάσεις στο πρωτεύον…
Γιάννη υποθέτω ότι και στις δύο περιπτώσεις τροφοδοτούμε το πρωτεύον με 220V.
Στην πρώτη περίπτωση το σύρμα του δευτερεύοντος δεν μπορεί να είναι πολύ χοντρό οπότε θα έχουμε μια αντίσταση μεγαλύτερη απo του καρφιού οπότε πιο πολύ θα ζεσταθεί το σύρμα του δευτερεύοντος παρά το καρφί. Στην πράξη βέβαια δεν θα γίνει τίποτε απο τα δύο γιατί θα πέσει η ασφάλεια στο κύκλωμα του πρωτεύοντος.
Στην δεύτερη περίπτωση το καρφί θα λιώσει αφού θα περάσει ρεύμα έντασης >500Α (με δύο σπείρες στο δευτερεύον, τάση 1,7V, 450Α μετρημένα). αρκεί οι τρεiς σπείρες να είναι απo πολύ χοντρό καλώδιο χαλκού (διατομής μεγαλύτερης από 50 mm^2).
Στο δευτερεύον Διονύση έχουμε μια επαγωγική ΗΕΔ. Το δευτερεύον έχει αντίσταση εσωτερική, Μακρύ σύρμα και λεπτό.
Το καρφί έχει πολύ μικρή αντίσταση. Ουσιαστικά είναι βραχυκύκλωμα.
Ας πάρω όμως κάτι σαν το παράδειγμά σου:
Η τάση στο πρωτεύον είναι 220 V και στο δευτερεύον είναι 22V. Συνδέω αντίσταση 0,01 Ω, ουσιαστικά βραχυκύκλωμα. Το ρεύμα βραχυκύκλωσης είναι 22 V/Rεσ, όπου Rεσ η εσωτερική αντίσταση του δευτερεύοντος. Τι βγαίνει; Κάπου 2,2 Α.
Έπειτα…..
Η τάση στο πρωτεύον είναι 220 V και στο δευτερεύον είναι 2,2V. Συνδέω αντίσταση 0,01 Ω, ουσιαστικά βραχυκύκλωμα. Το ρεύμα βραχυκύκλωσης είναι 2,2 V/R΄εσ, όπου R΄εσ η εσωτερική αντίσταση του δευτερεύοντος. Αυτή είναι πολύ μικρότερη για δυο λόγους. Λίγες σπείρες=μικρό σύρμα=μικρή αντίσταση και χοντρό σύρμα=μικρή αντίσταση.
Η R΄εσ είναι όχι 10 φορές μικρότερη αλλά 1000 φορές μικρότερη της R εσ.
Έτσι το ρεύμα 2,2 V/R΄εσ είναι κάπου 220 Α.
Φαντάζεσαι να είχαμε συμπεράνει ότι υποδεκαπλασιάσαμε την τάση και επομένως θα έπρεπε να υποδεκαπλασιαστεί το ρεύμα;
Στο κάτω-κάτω φαίνεται στα βίντεο. Το ίδιο καρφί σε δευτερεύον 300 σπειρών δεν λιώνει. Σε δευτερεύον όμως 3 σπειρών λιώνει.
Το συμπέρασμα ότι σε κάθε περίπτωση το καρφί διαρρέεται από ρεύμα Vδ/Rκαρφ είναι λανθασμένο.
Δεν μας απασχολεί η ισχύς στο πρωτεύον. Ούτε θα λιώσει, ούτε τσιγκουνευόμαστε το ρεύμα.
Γιάννη, δεν είπα να μεταφέρεις την αντίσταση στο δευτερεύον κύκλωμα, μέσα στο πηνίο!!!!
Μίλησα για αντίσταση στο δευτερεύον κύκλωμα…
Για να μην επαναλαμβανόμαστε, συμφωνώ με τον Σπύρο…
Συμφωνώ Σπύρο. Αυτά φαίνονται καθαρά στα βίντεο.
Δεν καταλαβαίνω γιατί φαίνεται περίεργο το ότι μειώθηκε η τάση στο δευτερεύον και ταυτόχρονα αυξήθηκε το εκεί ρεύμα.
Προχειρότατους υπολογισμούς παρέθεσα σε προηγούμενο σχόλιο, απάντηση προς Διονύση.
Τα πηνία-πηγές έχουν και εσωτερικές αντιστάσεις. Για την περίπτωση σύνδεσης πηνίου αντί βίδας στο δευτερεύον χρειάζονται υπολογισμοί.
Γιάννη η εσωτερική αντίσταση του πηνίου των 600 σπειρών δεν άλλαξε… Ούτε η εσωτερική αντίσταση του αιωρούμενου πηνίου αλλάξαμε!
Είναι όση είναι είτε το πηνίο τροφοδοτηθεί από τάση 10V, είτε 40V, είτε 80V…
Γιατί να μην επαναλαμβανόμαστε;
Διαφωνείς με το απόσπασμα από τη Βικιπαίδεια;
Διαφωνείς με τον Αλεξόπουλο;
Διαφωνείς με τα βίντεο;
Γιάννη ας βάλουμε τα πράγματα σε μια σειρά με βάση το αρχικό ερώτημα του Άρη ελπίζοντας να ξεκαθαρίσουμε κάποια πράγματα.
Έστω ότι εφαρμόζοντας 220V στο πρωτεύον ενός μετασχηματιστή παίρνουμε 20V στο δευτερεύον. Αν εφαρμόσουμε στο πρωτεύον 110V δεν περιμένουμε 10V στο δευτερεύον;;; Αν μετρήσουμε 40 V δεν είναι παράδοξο;;;
Οι εντάσεις των ρευμάτων θα καθοριστούν από το κύκλωμα του δευτερεύοντος και σε κάθε περίπτωση υπολογίζονται σχετικά εύκολα και δεν έχουν σχέση με το ερώτημα.
Στην περίπτωση του Άρη το πρωτεύον είναι το πηνίο των 600 σπειρών και το δευτερεύον το αιωρούμενο πηνίο. Η τροφοδοσία του πηνίου γινόταν μέσω του μετασχηματιστή πολλαπλών τάσεων. Το "παράξενο" ήταν ότι αυξάνοντας την τάση τροφοδοσίας του πρωτεύοντος (πηνίου 600 σπειρών) η τάση στο δευτερεύον (αιωρούμενο πηνίο) μειωνόταν.
Στην πραγματικότητα όμως δεν συνέβαινε κάτι τέτοιο λόγω (μάλλον) μιας απροσεξίας στη συνδεσμολογία.
Διονύση δεν είναι έτσι το θέμα.
Όταν τραβάμε καλώδια από τον πολυμετασχηματιστή στα 20 V τι συμβαίνει;
Έχουμε τάση τροφοδοσίας του πηνίου με 20 V ή έχουμε ΗΕΔ 20 V ;
Αν συνδέσουμε χοντρό καρφί στο δευτερεύον, η τάση στα άκρα του θα είναι 20 V ή θα είναι 20 V.R καρφ/(Rκαρφ+Rπην) ;;
Με Rκαρφ<Rπην περιμένουμε τάση 20 V;
Εδώ αντί καρφιού συνδέσαμε πηνίο 300 ίσως σπειρών. ΄Έχουμε και επαγωγικές εμπεδήσεις και χρειάζονται υπολογισμοί.
Λες:
Γιάννη η εσωτερική αντίσταση του πηνίου των 600 σπειρών δεν άλλαξε… Ούτε η εσωτερική αντίσταση του αιωρούμενου πηνίου αλλάξαμε!
Όχι φυσικά. Αλλάξαμε την εσωτερική αντίσταση του δευτερεύοντος. Λίγο είναι.
Σπύρο λες:
Οι εντάσεις των ρευμάτων θα καθοριστούν από το κύκλωμα του δευτερεύοντος και σε κάθε περίπτωση υπολογίζονται σχετικά εύκολα και δεν έχουν σχέση με το ερώτημα.
Αν με το "κύκλωμα του δευτερεύοντος εννοείς και το πηνίο του δευτερεύοντος να συμφωνήσω.
Μετά λες:
Στην περίπτωση του Άρη το πρωτεύον είναι το πηνίο των 600 σπειρών και το δευτερεύον το αιωρούμενο πηνίο.
Διαφωνώ. Υπάρχουν 4 πηνία στην υπόθεση:
Του πρωτεύοντος.
Του δευτερεύοντος.
Το πηνίο με τον πυρήνα που φαίνεται δεξιά.
Το αιωρούμενο πηνίο.
Η ΗΕΔ στο αιωρούμενο πηνίο εξαρτάται από το ρεύμα που διαρρέει δευτερεύον και δεξί πηνίο. Το ρεύμα είναι μεγαλύτερο όταν βάζουμε "μικρότερο" δευτερεύον. Έτσι εμφανίζεται μεγαλύτερη ΗΕΔ στο αιωρούμενο, παρά το ότι η ΗΕΔ στο δευτερεύον είναι μικρότερη. Μικρότερο πηνίο στο δευτερεύον σημαίνει μεν μικρότερη ΗΕΔ σ' αυτό, όμως σημαίνει μικρότερο ρεύμα;
Στον υπολογισμό του ρεύματος σημαντικό ρόλο παίζουν οι εσωτερικές αντιστάσεις.
Σε κάθε περίπτωση χρειάζονται υπολογισμοί.