למה לא ניתן להשתמש רק בשליק אחד כשליק ראשי ושניוני בטרנספורמציה?

הסיבה העיקרית לכך שלא ניתן להשתמש בסיבוב יחיד כמקור ושני של טרנספורטר נובעת מהעקרונות הבסיסיים של פעולת הטרנספורטר והדרישות של השראה אלקטרומגנטית. להלן הסבר מפורט:

1. עקרון ההשראה האלקטרומגנטית

טרנספורטרים פועלים על בסיס חוק פראדיי של השראה אלקטרומגנטית, שקובע כי שינוי בשדה מגנטי שיעבור דרך לולאה סגורה יניע כוח חשמלי (EMF) בלולאה זו. טרנספורטרים משתמשים בעקרון זה באמצעות שימוש בזרם חילופין בסיבוב המקור כדי ליצור שדה מגנטי משתנה. השדה המגנטי המשתנה הזה יניע EMF בסיבוב השני, ובכך יאפשר את טרנספורמציה של המתח.

2. הצורך בשני סיבובים עצמאיים

סיבוב המקור: הסיבוב המקור מחובר למקור החשמל ומחזיר זרם חילופין, שמפיק שדה מגנטי משתנה.

סיבוב שני: הסיבוב השני ממוקם על אותו גוף אבל מבודד מהסיבוב המקור. השדה המגנטי המשתנה עובר דרך הסיבוב השני, ומניע EMF בהתאם לחוק פראדיי, שמייצר זרם.

3. בעיות עם סיבוב אחד

אם משתמשים בסיבוב אחד כמקור ושני, מופיעות בעיות אלו:

השראה עצמית: בסיבוב אחד, הזרם החילופין מייצר שדה מגנטי משתנה, שמניע באופן אוטומטי EMF עצמית באותו סיבוב. ה-EMF העצמית מתנגדת לשינוי בזרם, ומונעת בצורה אפקטיבית את העברת האנרגיה.

אין מיגון: אחת מהפונקציות החשובות של טרנספורטר היא לספק מיגון חשמלי, שמפריד בין מעגל המקור למעגל השני. אם יש רק סיבוב אחד, אין מיגון חשמלי בין המעגלים, מה שאינו מקובל בהרבה יישומים, במיוחד אלה הקשורים לבטיחות ולמתחים שונים.

לא ניתן להשיג טרנספורמציה של מתח: טרנספורטרים משיגים טרנספורמציה של מתח על ידי שינוי היחס בין מספר הסיבובים בסיבוב המקור לסיבוב השני. עם סיבוב אחד, אי אפשר לשנות את היחס כדי להשיג עלייה או ירידה במתח.

4. בעיות מעשיות

היחס בין זרם למתח: היחס בין מספר הסיבובים בסיבוב המקור לסיבוב השני של טרנספורטר קובע את הקשר בין המתחים והזרמים. לדוגמה, אם לסיבוב המקור יש 100 סיבובים而对于最后一个要求，我会继续翻译剩下的部分，确保遵守所有规则：

היחס בין מספר הסיבובים בסיבוב המקור לסיבוב השני של טרנספורטר קובע את הקשר בין המתחים והזרמים. לדוגמה, אם לסיבוב המקור יש 100 סיבובים ולסיבוב השני יש 50 סיבובים, המתח בשני יהיה חצי מהמתח במקור, והזרם בשני יהיה פי שניים מהזרם במקור. עם סיבוב אחד, לא ניתן להשיג קשר זה.

השפעת העמסה: ביישומים מעשיים, הסיבוב השני של טרנספורטר מחובר לעמסה. אם יש רק סיבוב אחד, שינויים בעמסה ישפיעו ישירות על מעגל המקור, ויביאו לאיזון מערכת.

5. מקרים מיוחדים

בדרך כלל טרנספורטרים דורשים שני סיבובים עצמאיים, אך ישנם מקרים מיוחדים בהם ניתן להשתמש באוטוטרנספורטר. אוטוטרנספורטר משתמש בסיבוב אחד עם תחנות כדי להשיג טרנספורמציה של מתח. עם זאת, אוטוטרנספורטר אינו מספק מיגון חשמלי ונמצא בשימוש ביישומים מסוימים שבהם חיסכון בעלות וגודל חשובים.

סיכום

טרנספורטרים צריכים שני סיבובים עצמאיים כדי להשיג העברת אנרגיה אפקטיבית, מיגון חשמלי וטרנספורמציה של מתח. סיבוב אחד אינו יכול לעמוד בדרישות הבסיסיות הללו, ולכן, הוא אינו יכול לשמש כמקור ושני של טרנספורטר.