Transformatorius leidžia padidinti įtampą dėl srovės stiprumo praradimo arba atvirkščiai. Visais atvejais galioja energijos išsaugojimo dėsnis, tačiau kai kurie neišvengiamai virsta šiluma. Todėl transformatoriaus efektyvumas, nors paprastai ir artimas vienybei, yra mažesnis už jį.
Nurodymai
1 žingsnis
Transformatorius pagrįstas reiškiniu, vadinamu elektromagnetine indukcija. Kai laidininkas yra veikiamas kintančio magnetinio lauko, šio laidininko galuose atsiranda įtampa, kuri atitinka pirmąjį šio lauko pokyčio darinį. Taigi, kai laukas yra pastovus, laidininko galuose nekyla įtampa. Ši įtampa yra labai maža, tačiau ją galima padidinti. Norėdami tai padaryti, vietoj tiesaus laidininko pakanka naudoti ritę, susidedančią iš norimo apsisukimų skaičiaus. Kadangi posūkiai yra sujungti nuosekliai, jų įtampa sumuojama. Todėl, jei kiti dalykai yra vienodi, įtampa bus didesnė už vieną posūkį arba tiesų laidininką kartų, atitinkančių apsisukimų skaičių.
2 žingsnis
Kintamą magnetinį lauką galite sukurti įvairiais būdais. Pavyzdžiui, sukant magnetą šalia ritės bus sukurtas generatorius. Transformatoriuje tam naudojama kita apvija, vadinama pagrindine apvija, ir jai taikoma vienos ar kitos formos įtampa. Antrinėje apvijoje atsiranda įtampa, kurios forma atitinka pirmąjį įtampos bangos formos pirminėje apvijoje darinį. Jei įtampa ant pirminės apvijos keičiasi sinusiniu būdu, ant antrinės ji pasikeis kosiniškai. Transformacijos santykis (nereikia painioti su efektyvumu) atitinka apvijų posūkių skaičiaus santykį. Tai gali būti mažiau arba daugiau nei vienas. Pirmuoju atveju transformatorius bus žemesnis, antruoju - aukštesnis. Vienos voltų apsisukimų skaičius (vadinamasis „apsisukimų skaičius voltui“) yra vienodas visoms transformatoriaus apvijoms. Elektros dažnio transformatoriams jis yra mažiausiai 10, kitaip efektyvumas sumažėja, o šildymas padidėja.
3 žingsnis
Magnetinis oro pralaidumas yra labai mažas, todėl bekūniai transformatoriai naudojami tik dirbant labai aukštais dažniais. Pramoniniuose dažnio transformatoriuose buvo naudojami šerdys, pagaminti iš plieninių plokščių, padengtų dielektriniu sluoksniu. Dėl to plokštės yra elektriškai izoliuotos viena nuo kitos, o sūkurinės srovės nevyksta, o tai gali sumažinti efektyvumą ir padidinti šildymą. Transformatoriuose, naudojančiuose komutacinius maitinimo šaltinius, veikiančius didesniu dažniu, tokie šerdys netaikomi, nes kiekvienoje plokštelėje gali atsirasti reikšmingų sūkurinių srovių, o magnetinis pralaidumas yra per didelis. Čia naudojami ferito šerdys - dielektrikai, turintys magnetinių savybių.
4 žingsnis
Transformatoriaus nuostoliai, kurie sumažina jo efektyvumą, atsiranda dėl jo kintamo elektromagnetinio lauko spinduliavimo, mažų sūkurinių srovių, kurios vis dar kyla šerdyje, nepaisant priemonių, kurių buvo imtasi jiems slopinti, taip pat dėl aktyvaus atsparumo apvijos. Visi šie veiksniai, išskyrus pirmąjį, lemia transformatoriaus pašildymą. Aktyvioji apvijos varža turėtų būti nereikšminga, palyginti su maitinimo šaltinio ar apkrovos vidine varža. Todėl kuo didesnė srovė per apviją ir kuo mažesnė įtampa joje, tuo storesnė jai naudojama viela.
