Як працює трансформатор?

Принцип роботи трансформатора

Трансформатор — це електричний пристрій, який працює на основі принципу електромагнітної індукції для передачі електричної енергії з одного контуру в інший. Він дозволяє регулювати рівні напруги в системі чергового струму (AC), підвищуючи або знижуючи напругу при цьому зберігаючи ту саму частоту.

Принцип роботи:

Основні компоненти
Трансформатор складається з двох котушок, відомих як обмотки — "первісна обмотка", з'єднана з джерелом AC-струму, і "вторина обмотка", з'єднана з навантаженням. Ці обмотки намотані на сердечник, який зазвичай виготовлений з магнітного матеріалу (наприклад, заліза). Сердечник служить для концентрації та керування магнітним полем, що генерується струмом, що проходить через первісну обмотку.

Принцип електромагнітної індукції
Коли AC-струм проходить через первісну обмотку, він створює постійно змінне магнітне поле. Згідно з законом Фарадея електромагнітної індукції, це змінне магнітне поле індукує напругу (електродвижущу силу, або ЕДС) у вторинній обмотці, незважаючи на те, що дві обмотки не з'єднані електрично.

Перетворення напруги
Напруга, індукована у вторинній обмотці, залежить від співвідношення кількості витків — відношення кількості витків у вторинній обмотці до кількості витків у первісній обмотці. Якщо у вторинній обмотці більше витків, ніж у первісній, напруга підвищується; якщо менше, то напруга знижується.

Перетворення струму
Згідно з законом збереження потужності, існує зворотній зв'язок між напругою і струмом. Коли напруга підвищується, струм зменшується, і коли напруга знижується, струм збільшується, таким чином зберігаючи баланс потужності.

Підключення навантаження
Навантаження (наприклад, прилади або механізми) підключається до вторинної обмотки, яка забезпечує перетворену напругу для живлення навантаження.

Ізоляція та гальванічне розділення
Трансформатори забезпечують електричну ізоляцію та гальванічне розділення між первісним та вторинним контурами. Це означає, що немає безпосереднього електричного з'єднання між обмотками, що підвищує безпеку та запобігає небажаному протіканню струму між контурами.

У заключенні, трансформатори працюють на основі електромагнітної індукції, де змінне магнітне поле від первісної обмотки індукує напругу у вторинній обмотці. Змінюючи кількість витків у обмотках, трансформатори можуть підвищувати або знижувати напругу, зберігаючи баланс потужності між первісним та вторинним контурами. Трансформатори є важливими компонентами в системах розподілу та передачі електроенергії, забезпечуючи ефективне та безпечне постачання електроенергії.