Zmiana na lepsze
Budując czy projektując chociażby system oświetlenia, przyjdzie nam się zmierzyć ze sposobem zasilania naszego modelu. Spotkamy się wtedy z urządzeniem zwanym transformatorem, dzięki któremu zasilimy podzespoły naszego układu. Zasadą działania tego urządzenia jest przenoszenie energii elektrycznej prądu przemiennego drogą indukcji z jednego obwodu elektrycznego do innego, zachowując pierwotną częstotliwość, a równocześnie zmieniając napięcie elektryczne. W trakcie przenoszenia energii elektrycznej straty są minimalne, dzięki czemu prąd (oprócz napięcia) nie ulega zmianie.
Dostosowanie napięcia do potrzeb
Tym, co zostaje zmienione, jest napięcie, przykładowo z wysokiego, które jest wykorzystywane do przesyłania w sieci energetycznej na duże odległości do napięcia niskiego odpowiedniego do zasilania końcowych odbiorników. Transformatory zbudowane są z dwóch podstawowych elementów – stalowego rdzenia i uzwojeń z miedzi lub aluminium. Najczęściej wykorzystywanym rodzajem uzwojenia jest uzwojenie cylindryczne, gdzie uzwojenia pierwotne i wtórne przyjmują formę koncentrycznych cylindrów. Rdzeń transformatora jest zbudowany z kolumn i jarzm.
Jak działa transformator?
Transformatory mają za zadanie zmianę napięcia elektrycznego, ale w jaki sposób działają? Jedno z uzwojeń zostaje podłączone do prądu przemiennego, co powoduje powstanie zmiennego pola magnetycznego, którego strumień przewodzony przez rdzeń przepływa przez pozostałe cewki. Zmiana strumienia pola magnetycznego w cewkach wywołuje indukcję elektromagnetyczną, czyli powstaje w nich siła elektromotoryczna, inaczej zwana napięciem. Jeżeli transformator ma mniej uzwojeń wtórnych niż pierwotnych, to indukuje niższe napięcie, a transformator tego typu nazywa się mianem obniżającego napięcie. Zasada działania uzwojenia pierwotnego polega na indukowaniu w rdzeniu magnetycznym (wzbudza strumień magnetyczny). Ponadto w uzwojeniu pierwotnym napięcie ma charakter sinusoidalny. W przypadku uzwojenia wtórnego mamy do czynienia z generowaniem napięcia. Materiał samego uzwojenia to przede wszystkim miedź lub aluminium. Dobór transformatora (w tym liczby zwojów) powinien być dopasowany do konkretnego typu urządzenia (wymagań dotyczących zasilania)
Rodzaje transformatorów
Zależnie od zastosowania mamy różne rodzaje transformatorów. W systemach prądu wielofazowego stosuje się transformatory wielofazowe (trójfazowe). Spotkać można także transformatory płaszczyznowe, toroidalne, bezpieczeństwa i wiele innych. Dla niskich napięć transformatory izolowane są powietrzem, dla wyższych stosuje się olej transformatorowy, który równocześnie pełni funkcje chłodzące. W branży i języku potocznym często możemy spotkać się z nazwą skróconą do trafo.