Leírás
1. Alapvető funkció
A transzformátor alapvető célja a váltakozó áram feszültség- és áramszintjének megváltoztatása a frekvencia megváltoztatása nélkül.
2.Működési elv
(1) Bemeneti váltakozó áram A transzformátornak váltóáramot kell használnia. A váltakozó áram iránya és nagysága periodikusan folyamatosan változik. Ezt a változó váltakozó áramot a transzformátor primer tekercsébe vezetjük.
(2) Változó mágneses mező létrehozása Az Oersted-törvény szerint a vezetéken átfolyó elektromos áram mágneses teret hoz létre. Mivel a primer tekercsben az áram folyamatosan változik, mágneses teret hoz létre a magban, amelynek erőssége és iránya folyamatosan változik.
(3) Mágneses tér vezetése a magon keresztül A transzformátor tekercseit általában egy egymásra rakott szilícium acéllemezekből álló mag köré tekerik. Ez a mag hatékonyan képes vezetni és koncentrálni a primer tekercs által generált változó mágneses teret a szekunder tekercs szinte vesztesége nélkül.
(4) Mágneses tér átvág a másodlagos tekercsen Amikor ez a változó mágneses tér áthalad a szekunder tekercsen, a folyamatosan változó mágneses tér hatékonyan arra készteti a szekunder tekercsben lévő vezetékeket, hogy „elvágják” a mágneses fluxusvonalakat.
(5) Indukáljon új feszültséget (elektromágneses indukció) Faraday elektromágneses indukciós törvénye szerint, amikor a zárt áramkörön áthaladó mágneses fluxus megváltozik, az áramkörben indukált elektromotoros erő (feszültség) keletkezik. Ezért a szekunder tekercs két végén váltakozó feszültség indukálódik.
3. Az, hogy egy transzformátor "lépcsős-fel" vagy "léptető-lefelé irányuló" transzformátor, teljes mértékben az elsődleges tekercs és a szekunder tekercs fordulatszámától függ.
Egy egyszerű képletet követnek:
- Vp / Vs=Np / Ns
- Vp: Elsődleges tekercs feszültség (bemeneti feszültség)
- Vs: Másodlagos tekercs feszültség (kimeneti feszültség)
- Np: A primer tekercs meneteinek száma
- Ns: A szekunder tekercs meneteinek száma
Ugyanakkor az energiamegmaradás törvénye szerint (kisebb veszteségek figyelmen kívül hagyásával) a feszültség és az áramerősség változása ellentétes: Vp × Ip ≈ Vs × Is
- Ip: Elsődleges tekercs áram (bemeneti áram)
- Ez: másodlagos tekercs áram (kimeneti áram)
4.Áttekintés
Egyszerűen fogalmazva, a transzformátor működése egy „elektromos → mágneses → elektromos” energiaátalakítási folyamat: a primer tekercsre alkalmazott váltakozó áram változó mágneses mezőt hoz létre, amely a magon keresztül vezetve indukálja a szekunder tekercset, ezáltal új váltakozó áramot hoz létre. A két tekercs fordulatszámának változtatásával a kimeneti feszültség rugalmasan állítható.
