Transformátor: Co to je?

Co je transformátor?

Transformátor se definuje jako pasivní elektrické zařízení, které přenáší elektrickou energii z jednoho obvodu do druhého prostřednictvím procesu elektromagnetické indukce. Nejčastěji se používá k zvýšení („step up“) nebo snížení („step down“) napětí mezi obvody.

Princip fungování transformátoru

Princip fungování transformátoru je velmi jednoduchý. Mutuální indukce mezi dvěma nebo více vinutími (známými také jako cívkami) umožňuje přenos elektrické energie mezi obvody. Tento princip je v následujících odstavcích podrobněji vysvětlen.

Theorie transformátoru

Předpokládejme, že máte jedno vinutí (známé také jako cívka), které je napájené střídavým elektrickým zdrojem. Střídavý proud procházející vinutím vytváří stále se měnící a střídavý magnetický tok, který obklopuje vinutí.

Pokud je druhé vinutí přiblíženo k tomuto vinutí, část tohoto střídavého toku se spojí s druhým vinutím. Protože tento tok stále mění svou amplitudu a směr, musí být změna spojení toku v druhém vinutí nebo cívce.

Podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce bude v druhém vinutí indukován EMF. Pokud je okruh tohoto sekundárního vinutí uzavřen, pak jím protéká proud. Toto je základní princip fungování transformátoru.

Pomocí elektrických symbolů si to můžeme lépe představit. Vinutí, které přijímá elektrickou energii ze zdroje, se nazývá „primární vinutí“. V níže uvedeném diagramu je toto „První cívka“.

Vinutí, které dává požadované výstupní napětí díky mutuální indukci, se obvykle nazývá „sekundární vinutí“. Toto je „Druhá cívka“ v níže uvedeném diagramu.

Transformátor, který zvyšuje napětí mezi primárním a sekundárním vinutím, se definuje jako zvedací transformátor. Naopak, transformátor, který snižuje napětí mezi primárním a sekundárním vinutím, se definuje jako spouštěcí transformátor.

Zda transformátor zvyšuje nebo snižuje úroveň napětí, závisí na relativním počtu závitů mezi primární a sekundární stranou transformátoru.

Pokud je na primární cívce více závitů než na sekundární cívce, pak napětí klesne (spustí se).

Pokud je na primární cívce méně závitů než na sekundární cívce, pak napětí vzroste (zvedne se).

I když diagram transformátoru výše je teoreticky možný v ideálním transformátoru – není praktický. To proto, že ve volném vzduchu se pouze velmi malá část toku vygenerovaného z první cívky spojí s druhou cívkou. Takže proud, který protéká uzavřeným obvodem připojeným k sekundárnímu vinutí, bude extrémně malý (a těžko měřitelný).

Rychlost změny spojení toku závisí na množství spojeného toku s druhým vinutím. Ideálně by tedy skoro všechny tok primárního vinutí měly být spojeny s sekundárním vinutím. To je efektivně a efektivně provedeno pomocí transformátoru s jádrem. Toto poskytuje nízkou cestu s nízkou odporou společnou pro obě vinutí.

Účelem jádra transformátoru je poskytnout cestu s nízkou odporou, přes kterou se maximální množství toku vygenerovaného primárním vinutím projde a spojí s sekundárním vinutím.

Proud, který původně prochází transformátorem, když je zapnut, se nazývá inicializační proud transformátoru.

Pokud byste preferovali animované vysvětlení, níže je video, které vysvětluje, jak transformátor funguje:

Složky a konstrukce transformátoru

Tři hlavní složky transformátoru:

• Primární vinutí transformátoru

• Magnetické jádro transformátoru

• Sekundární vinutí transformátoru

Primární vinutí transformátoru

Které produkuje magnetický tok, když je připojeno k elektrickému zdroji.

Magnetické jádro transformátoru

Magnetický tok vygenerovaný primárním vinutím, který prochází touto cestou s nízkou odporou spojenou s sekundárním vinutím a vytváří uzavřený magnetický obvod.

Sekundární vinutí transformátoru

Tok, vygenerovaný primárním vinutím, prochází jádrem a spojuje se s sekundárním vinutím. Toto vinutí je také zavinuto na stejném jádře a poskytuje požadovaný výstup transformátoru.

Prohlášení: Respektujte původ, dobré články jsou hodné sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, kontaktujte nás pro jejich odstranění.