Entenent els voltants primari i secundari del transformador: Estructura i funció

Les bobines primària i secundària són dos components fonamentals d'un transformador, que permeten la transmissió i transformació de l'energia elèctrica mitjançant el principi de l'inducció electromagnètica. La bobina primària rep una corrent d'alta tensió de la font d'entrada i genera un camp magnètic variable, mentre que la bobina secundària, influenciada per aquest camp magnètic, produeix una tensió de sortida corresponent. La seva interacció permet al transformador realitzar la conversió de tensió, facilitant la transmissió i distribució eficient de l'energia.

Posició i Estructura

En un transformador, ambdues bobines solen estar enrotllades al voltant d'un nucli comú de ferro per assegurar un acoblament magnètic efectiu a través de l'inducció electromagnètica. La bobina primària està connectada al costat d'entrada, i la bobina secundària al costat de sortida. Estan aïllades elèctricament entre si per materials d'aïllament i l'estructura del nucli, prevenint el flux directe de corrent.

• Bobina Primària: Situada al costat d'alta tensió, la bobina primària consta de moltes voltes de conductor aïllat enrotllades en un costat del nucli de ferro. Rep la corrent d'entrada i genera un camp magnètic variable en el temps al nucli.

• Bobina Secundària: Posicionada al costat de baixa tensió, la bobina secundària té menys voltes de conductor aïllat enrotllades en l'altre costat del nucli. Captura el flux magnètic variable i lliura la tensió transformada (amplificada o reduïda) a la sortida.

Principi de Transformació de Tensió

La transformació de tensió en un transformador està regida per la llei de Faraday de l'inducció electromagnètica i la llei de Lenz.

• Bobina Primària: Quan una corrent alternada flueix a través de la bobina primària, produeix un camp magnètic continuament variable al nucli de ferro. Aquest flux variable és essencial per induir tensió a la bobina secundària.

• Bobina Secundària: El flux magnètic variable des de la primària induix una força electromotriu (FEM) a la bobina secundària segons la llei de Faraday. Aquesta FEM induïda porta la corrent a través de la càrrega connectada a la sortida, lliurant l'energia elèctrica transformada.

Ràtio de Voltes i Ràtio de Transformació de Tensió

El ràtio de transformació de tensió es determina directament pel ràtio de voltes entre les bobines primària i secundària. Segons la teoria de l'inducció electromagnètica, la FEM induïda en cada bobina és proporcional al seu nombre de voltes.

• En un transformador elevador, la bobina secundària té més voltes que la primària, resultant en una tensió de sortida més alta.

• En un transformador rebaixador, la bobina secundària té menys voltes que la primària, produint una tensió de sortida més baixa.

El ràtio de voltes s'està dissenyat precisament per complir requisits específics de conversió de tensió. Així, la relació entre el nombre de voltes i el ràtio de tensió és fonamental per a l'operació del transformador, definint el seu rendiment i aplicació.