Transformatoren lar deg øke spenningen på grunn av tap av strømstyrke, eller omvendt. I alle tilfeller gjelder loven om bevaring av energi, men noe av det blir uunngåelig til varme. Derfor er effektiviteten til transformatoren mindre enn den, selv om den vanligvis er nær enhet.
Bruksanvisning
Trinn 1
Transformatoren er basert på et fenomen som kalles elektromagnetisk induksjon. Når en leder utsettes for et magnetisk felt i endring, oppstår en spenning i endene av denne lederen, som tilsvarer det første derivatet av endringen i dette feltet. Når således feltet er konstant, oppstår ingen spenning i endene av lederen. Denne spenningen er veldig liten, men den kan økes. For å gjøre dette, i stedet for en rett leder, er det tilstrekkelig å bruke en spole som består av ønsket antall svinger. Siden svingene er koblet i serie, blir spenningene oppsummert. Derfor, alt annet likt, vil spenningen være større enn en enkelt sving eller en rett leder i antall ganger som tilsvarer antall svinger.
Steg 2
Du kan opprette et vekslende magnetfelt på forskjellige måter. Hvis du for eksempel roterer en magnet ved siden av spolen, vil det skape en generator. I transformatoren, for dette, brukes en annen vikling, kalt primærviklingen, og en spenning av en eller annen form påføres den. Det oppstår en spenning i sekundærviklingen, hvis form tilsvarer det første derivatet av spenningsbølgeformen i primærviklingen. Hvis spenningen på primærviklingen endres på en sinusformet måte, vil den på sekundæren endre seg på en cosinus måte. Transformasjonsforholdet (ikke forveksles med effektiviteten) tilsvarer forholdet mellom antall svinger av viklingene. Det kan være enten mindre eller mer enn en. I det første tilfellet vil transformatoren gå ned, i det andre trinnet opp. Antall omdreininger per volt (det såkalte "antall omdreininger per volt") er det samme for alle transformatorviklinger. For kraftfrekvenstransformatorer er det minst 10, ellers synker effektiviteten og oppvarmingen øker.
Trinn 3
Den magnetiske permeabiliteten til luft er veldig lav, derfor brukes kjerneløse transformatorer bare når de opererer med svært høye frekvenser. I industrielle frekvensomformere har det blitt brukt kjerner laget av stålplater dekket med et dielektrisk lag. På grunn av dette er platene isolert elektrisk fra hverandre, og virvelstrømmer oppstår ikke, noe som kan redusere effektiviteten og øke oppvarmingen. I transformatorer for å bytte strømforsyninger som opererer med økte frekvenser, er slike kjerner ikke anvendelige, siden betydelige virvelstrømmer kan forekomme i hver enkelt plate, og den magnetiske permeabiliteten er overdreven. Ferritkjerner brukes her - dielektrikum med magnetiske egenskaper.
Trinn 4
Tap i transformatoren, som reduserer effektiviteten, oppstår på grunn av utslipp av et alternerende elektromagnetisk felt av den, små virvelstrømmer som fremdeles oppstår i kjernen til tross for tiltak som er truffet for å undertrykke dem, samt tilstedeværelsen av aktiv motstand i viklinger. Alle disse faktorene, bortsett fra den første, fører til oppvarming av transformatoren. Den aktive motstanden til viklingen bør være ubetydelig sammenlignet med den interne motstanden til strømforsyningen eller belastningen. Derfor, jo større strøm gjennom viklingen og jo lavere spenning over den, jo tykkere blir ledningen brukt til den.
