Princíp činnosti transformátora

Princíp činnosti transformátora sa spolieha predovšetkým na elektromagnetickú indukciu na zmenu napätia striedavého prúdu (AC). Transformátory zvyčajne pozostávajú zo železného jadra, primárneho vinutia a sekundárneho vinutia. Keď sa na primárne vinutie aplikuje striedavý prúd, cez cievku preteká striedavý prúd, ktorý generuje meniace sa magnetické pole v železnom jadre. Toto meniace sa magnetické pole sa prenáša cez jadro do sekundárneho vinutia, čím sa indukuje elektromotorická sila (EMF) a tým umožňuje prenos elektrickej energie.

 

Schopnosť transformátora zvýšiť alebo znížiť napätie do značnej miery závisí od počtu závitov v primárnom a sekundárnom vinutí. V ideálnom prípade sa pomer napätí na oboch vinutiach rovná pomeru ich závitov-vyjadrených ako U₁/U₂=N₁/N₂. Ak má sekundárne vinutie viac závitov ako primárne, výstupné napätie sa zvyšuje; toto je známe ako postupný-transformátor. Naopak, ak má sekundárne vinutie menej závitov, výstupné napätie klesá; nazýva sa to zostupný-transformátor.

 

Počas prevádzky hrá železné jadro rozhodujúcu úlohu pri vedení magnetického toku. Na uľahčenie efektívneho prenosu magnetického poľa sú jadrá praktických transformátorov zvyčajne vyrobené z materiálov s vysokou magnetickou permeabilitou. Medzitým sú vinutia zvyčajne vyrobené z medeného alebo hliníkového drôtu a sú správne izolované. Tieto opatrenia zabezpečujú efektívny prenos energie a zároveň minimalizujú problémy, ako sú magnetický únik a skraty, čím sa zvyšuje prevádzková bezpečnosť a stabilita transformátora.

 

V reálnych{0}}aplikáciách dochádza u transformátorov k určitým energetickým stratám-, ako sú straty medi spôsobené odporom cievky, ako aj hysterézia a straty vírivými prúdmi v železnom jadre. V dôsledku toho skutočná účinnosť transformátora nikdy nedosiahne 100 %. Tieto straty však možno účinne znížiť zlepšením materiálov jadra, štruktúr vinutia a výrobných procesov. Pretože transformátory ponúkajú pohodlný spôsob úpravy striedavého napätia, sú široko používané v elektrárňach, prenosových vedeniach, rozvodniach a rôznych typoch elektrických zariadení.