Transformátor vám umožňuje zvýšiť napätie v dôsledku straty sily prúdu alebo naopak. Vo všetkých prípadoch platí zákon zachovania energie, ale časť sa nevyhnutne zmení na teplo. Preto je účinnosť transformátora, aj keď je obvykle takmer jednotná, menšia.
Inštrukcie
Krok 1
Transformátor je založený na fenoméne nazývanom elektromagnetická indukcia. Keď je vodič vystavený meniacemu sa magnetickému poľu, na jeho koncoch vzniká napätie, ktoré zodpovedá prvej derivácii zmeny v tomto poli. Keď je teda pole konštantné, na koncoch vodiča nevzniká napätie. Toto napätie je veľmi malé, ale dá sa zvýšiť. Aby ste to dosiahli, namiesto priameho vodiča stačí použiť cievku pozostávajúcu z požadovaného počtu závitov. Pretože sú závity zapojené do série, napätie na nich sa sčíta. Preto, za rovnakých okolností, bude napätie väčšie ako jedna zákruta alebo priamy vodič v počte opakovaní zodpovedajúcich počtu závitov.
Krok 2
Striedavé magnetické pole môžete vytvoriť rôznymi spôsobmi. Napríklad rotáciou magnetu vedľa cievky sa vytvorí generátor. V transformátore sa na to používa iné vinutie, ktoré sa nazýva primárne vinutie a na ktoré sa privádza napätie tej či onej formy. V sekundárnom vinutí vzniká napätie, ktorého tvar zodpovedá prvej derivácii napäťovej vlny v primárnom vinutí. Ak sa napätie na primárnom vinutí zmení sínusovým spôsobom, na sekundárnom sa zmení kosínusovým spôsobom. Transformačný pomer (nezamieňať s účinnosťou) zodpovedá pomeru počtu závitov vinutí. Môže to byť buď menej, alebo viac ako jeden. V prvom prípade bude transformátor znížený, v druhom - zvýšený. Počet závitov na volt (takzvaný „počet závitov na volt“) je rovnaký pre všetky vinutia transformátora. V prípade výkonových kmitočtových transformátorov je to minimálne 10, inak klesá účinnosť a zvyšuje sa kúrenie.
Krok 3
Magnetická permeabilita vzduchu je veľmi nízka, preto sa bezjadrové transformátory používajú iba pri prevádzke na veľmi vysokých frekvenciách. V priemyselných frekvenčných transformátoroch sa používali jadrá vyrobené z oceľových dosiek pokrytých dielektrickou vrstvou. Vďaka tomu sú platne navzájom elektricky izolované a nedochádza k vírivým prúdom, ktoré môžu znížiť účinnosť a zvýšiť ohrev. V transformátoroch spínacích napájacích zdrojov pracujúcich pri zvýšených frekvenciách tieto jadrá nie sú použiteľné, pretože v každej jednotlivej doske môžu vznikať značné vírivé prúdy a magnetická permeabilita je nadmerná. Používajú sa tu feritové jadrá - dielektrika s magnetickými vlastnosťami.
Krok 4
Straty v transformátore, ktoré znižujú jeho účinnosť, vznikajú v dôsledku jeho emitovania striedavým elektromagnetickým poľom, malých vírivých prúdov, ktoré v jadre napriek opatreniam prijatým na ich potlačenie stále vznikajú, ako aj prítomnosti aktívneho odporu v vinutia. Všetky tieto faktory, okrem prvého, vedú k zahriatiu transformátora. Aktívny odpor vinutia by mal byť zanedbateľný v porovnaní s vnútorným odporom napájacieho zdroja alebo záťaže. Preto čím väčší je prúd cez vinutie a čím nižšie je napätie na ňom, tým hrubší vodič sa na to použije.
