物理基礎:変圧器(練習問題)

<ポイント>
・変圧器では V1e : V2e = N1 : N2
・変圧器においても オームの法則 V = RI は成り立つ
・消費電力 P = IV
〔問題〕
巻き数が「一次コイル200回」「二次コイル1000回」の変圧器があります。
一次コイルに V1e = 100V の交流電源を、二次コイルに 100Ωの抵抗をつないだとします。
このとき、
(1)抵抗に加わる電圧 V2e
(2)抵抗を流れる電流 I2e
(3)抵抗の消費電力 P2
(4)一次コイルを流れる電流 I1e を求めなさい。
ただし、I1eV1e = I2eV2e が成り立つとする。

〔解説〕
変圧器において、一次コイルと二次コイルの電圧の比 V1e : V2e は、一次コイルと二次コイルの巻き数の比 N1 : N2等しくなっています。

V1e : V2e = N1 : N2 より、
100 : V2e = 200 : 1000
よって、 V2e500[V] …(1)

オームの法則 V2e = RI2e より、
I2e = V2e / R = 500 / 100 = 5.0[A] …(2)

消費電力 P2 = I2eV2e より、
P2 = 5.0 × 5000 = 2.5 × 103[W] …(3)

I1eV1e = I2eV2e より、

I1e
= (I2eV2e) / V1e
= P2 / V1e
= (2.5 × 103) / 100
25[A] …(4)

<まとめ>
・変圧器では V1e : V2e = N1 : N2
・変圧器においても オームの法則 V = RI は成り立つ
・消費電力 P = IV

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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