Transformator vam omogućuje povećanje napona zbog gubitka strujne snage ili obrnuto. U svim slučajevima vrijedi zakon očuvanja energije, ali dio se neizbježno pretvara u toplinu. Stoga je učinkovitost transformatora, iako je obično blizu jedinici, manja od nje.
Upute
Korak 1
Transformator se temelji na fenomenu koji se naziva elektromagnetska indukcija. Kad je vodič izložen promjenjivom magnetskom polju, na krajevima ovog vodiča nastaje napon, što odgovara prvom izvedencu promjene u ovom polju. Dakle, kada je polje konstantno, na krajevima vodiča ne nastaje napon. Ovaj napon je vrlo malen, ali se može povećati. Da biste to učinili, umjesto ravnog vodiča dovoljno je upotrijebiti zavojnicu koja se sastoji od željenog broja zavoja. Budući da su zavoji povezani u nizu, naponi na njima se zbrajaju. Stoga će, pod jednakim uvjetima, napon biti veći od jednog zavoja ili ravnog vodiča u broju puta koji odgovara broju zavoja.
Korak 2
Izmjenično magnetsko polje možete stvoriti na različite načine. Na primjer, okretanjem magneta pored zavojnice stvorit će se generator. U transformatoru se za to koristi drugi namot, koji se naziva primarni namot, i na njega se nanosi napon jednog ili drugog oblika. Napon nastaje u sekundarnom namotu, čiji oblik odgovara prvoj izvedenici valnog oblika napona u primarnom namotu. Ako se napon na primarnom namotu promijeni sinusno, na sekundarnom će se promijeniti kosinusno. Omjer transformacije (ne treba ga zamijeniti s učinkovitošću) odgovara omjeru broja zavoja namota. Može biti manje ili više. U prvom će slučaju transformator biti odstupan, u drugom - pojačan. Broj zavoja po voltu (tzv. "Broj zavoja po voltu") jednak je za sve namote transformatora. Za transformatore snage, to je najmanje 10, inače učinkovitost pada i grijanje se povećava.
3. korak
Magnetska propusnost zraka je vrlo niska, stoga se transformatori bez jezgre koriste samo kada rade na vrlo visokim frekvencijama. U industrijskim frekvencijskim transformatorima korištene su jezgre izrađene od čeličnih ploča prekrivenih dielektričnim slojem. Zbog toga su ploče međusobno električno izolirane i ne pojavljuju se vrtložne struje, što može smanjiti učinkovitost i povećati grijanje. U transformatorima komutacijskih izvora napajanja koji rade na povišenim frekvencijama takve jezgre nisu primjenjive, jer se na svakoj pojedinačnoj ploči mogu pojaviti značajne vrtložne struje, a magnetska propusnost je pretjerana. Ovdje se koriste feritne jezgre - dielektrici s magnetskim svojstvima.
4. korak
Gubici u transformatoru, koji smanjuju njegovu učinkovitost, nastaju uslijed emisije izmjeničnog elektromagnetskog polja, malih vrtložnih struja koje se i dalje pojavljuju u jezgri unatoč mjerama poduzetim za njihovo suzbijanje, kao i zbog prisutnosti aktivnog otpora u namota. Svi ovi čimbenici, osim prvog, dovode do zagrijavanja transformatora. Aktivni otpor namota trebao bi biti zanemariv u usporedbi s unutarnjim otporom napajanja ili opterećenja. Stoga, što je veća struja kroz namot i što je niži napon na njemu, žica se za njega koristi deblje.
