Решение: На первичную обмотку понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации

Условие задачи:

На первичную обмотку понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 10 подается напряжение 220 В. При этом во вторичной обмотке течет ток 4 А, её сопротивление 2 Ом. Пренебрегая потерями в первичной обмотке, определите напряжение на выходе трансформатора.

Задача №9.11.9 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

$k=10$ , $U_1=220$ В, $I_2=4$ А, $R_2=2$ Ом, $U-?$

Решение задачи:

Коэффициент трансформации для понижающего трансформатора $k$ можно определить по такой формуле:

$k = \frac{{{U_1}}}{{{U_2}}}$

Откуда напряжение на вторичной обмотке $U_2$ равно:

${U_2} = \frac{{{U_1}}}{k}\;\;\;\;(1)$

Зная ток во вторичной обмотке $I_2$ и сопротивление вторичной обмотки $R_2$ , можем найти падение напряжения на вторичной обмотке $U_{21}$ :

${U_{21}} = {I_2}{R_2}\;\;\;\;(2)$

Понятно, что напряжение на выходе трансформатора (или напряжение на клеммах вторичной обмотки) $U$ равно разности напряжения на вторичной обмотке $U_2$ и падения напряжения на вторичной обмотке $U_{21}$ :

$U = {U_2} — {U_{21}}$

В последнюю формулу подставим выражения из (1) и (2), тогда:

$U = \frac{{{U_1}}}{k} — {I_2}{R_2}$

Задача решена, посчитаем численный ответ:

$U = \frac{{220}}{{10}} — 4 \cdot 2 = 14\;В$