Kako deluje transformator?

Načelo delovanja transformatorja

Transformator je električni naprava, ki deluje na načelu elektromagnetske indukcije za prenos električne energije iz enega kruga v drugega. Omogoča prilagajanje nivojev napetosti znotraj sistema steganega toka (AC), s povečanjem (step-up) ali zmanjšanjem (step-down) napetosti, hkrati pa ohranja isto frekvenco.

Načelo delovanja:

Osnovni komponenti
Transformator se sestoji iz dveh navijalnic, znanih kot viti – "primarna vitanja" povezana s strujnim virjem AC, in "sekundarna vitanja" povezana z optom. Te viti so navite okoli jedra, običajno iz magnetskog materiala (na primer železa). Jedro služi za koncentracijo in vodstvo magnetnega polja, generiranega s tokom, ki teče skozi primarno vitanje.

Načelo elektromagnetske indukcije
Ko tok AC teče skozi primarno vitanje, ustvari neustano spreminjajoče se magnetno polje. Po Faradayevem zakonu elektromagnetske indukcije to spreminjajoče se magnetno polje inducira napetost (elektromotorna sila ali EMF) v sekundarnem vitanju, čeprav sta dve vitici električno ločeni.

Pretvorba napetosti
Napetost, ki je inducirana v sekundarnem vitanju, odvisna je od razmerja navijalnic – razmerja števila navijal v sekundarnem vitanju glede na število navijal v primarnem vitanju. Če ima sekundarno vitanje več navijal, se napetost poveča; če ima manj navijal, se napetost zmanjša.

Pretvorba toka
Zaradi ohranitve moči obstaja obratna povezava med napetostjo in tokom. Ko se napetost poveča, se tok zmanjša, in ko se napetost zmanjša, se tok poveča, tako da se ohranja ravnovesje moči.

Povezava opte
Opta (na primer aparati ali stroji) je povezana s sekundarnim vitanjem, ki snabdiva pretvorjeno napetostjo za oporabo opte.

Izolacija in galvanoska ločenost
Transformatorji zagotavljajo električno izolacijo in galvanosko ločenost med primarnimi in sekundarnimi krugoma. To pomeni, da ni neposredne električne povezave med viti, kar povečuje varnost in preprečuje neželeni tok med krugi.

V skladu z zgornjim, transformatorji delujejo na načelu elektromagnetske indukcije, kjer spreminjajoče se magnetno polje iz primarnega vitanja inducira napetost v sekundarnem vitanju. Z variacijo števila navijal v vitanjih lahko transformatorji povečajo ali zmanjšajo napetost, hkrati pa ohranjajo ravnovesje moči med primarnim in sekundarnim krugom. Transformatorji so ključni komponenti v sistemih distribucije in prenosa elektrike, omogočajo učinkovito in varno dostavo elektrike.