Transformatorn låter dig öka spänningen på grund av förlust av strömstyrka, eller vice versa. I alla fall gäller lagen om energibesparing, men en del av det förvandlas oundvikligen till värme. Därför är transformatorns effektivitet, även om den vanligtvis är nära enhet, mindre än den.
Instruktioner
Steg 1
Transformatorn är baserad på ett fenomen som kallas elektromagnetisk induktion. När en ledare exponeras för ett förändrat magnetfält uppstår en spänning vid ändarna av denna ledare, vilket motsvarar det första derivatet av förändringen i detta fält. När således fältet är konstant uppstår ingen spänning vid ledarens ändar. Denna spänning är mycket liten, men den kan ökas. För att göra detta, i stället för en rak ledare, är det tillräckligt att använda en spole som består av önskat antal varv. Eftersom svängarna är seriekopplade summeras spänningarna över dem. Därför, om allt annat är lika, kommer spänningen att vara större än en varv eller en rak ledare i det antal gånger som motsvarar antalet varv.
Steg 2
Du kan skapa ett alternerande magnetfält på olika sätt. Om du till exempel roterar en magnet bredvid spolen skapas en generator. I transformatorn används för detta en annan lindning, kallad primärlindning, och en spänning av en eller annan form appliceras på den. En spänning uppstår i sekundärlindningen, vars form motsvarar det första derivatet av spänningsvågformen i primärlindningen. Om spänningen på primärlindningen förändras på ett sinusformat sätt, kommer den på sekundären att förändras på ett cosinus sätt. Transformationsförhållandet (inte att förväxla med verkningsgraden) motsvarar förhållandet mellan antalet lindningar. Det kan vara antingen mindre eller mer än en. I det första fallet kommer transformatorn att stiga ned, i det andra steget upp. Antalet varv per volt (det så kallade "varvtalet per volt") är detsamma för alla transformatorlindningar. För effektfrekvenstransformatorer är det minst 10, annars minskar effektiviteten och uppvärmningen ökar.
Steg 3
Luftens magnetiska permeabilitet är mycket låg, därför används kärnlösa transformatorer endast när de arbetar vid mycket höga frekvenser. I industriella frekvensomvandlare har kärnor gjorda av stålplattor täckta med ett dielektriskt lager använts. På grund av detta isoleras plattorna elektriskt från varandra och virvelströmmar förekommer inte, vilket kan minska effektiviteten och öka uppvärmningen. I transformatorer för växelströmförsörjning som arbetar med ökade frekvenser är sådana kärnor inte tillämpliga, eftersom betydande virvelströmmar kan förekomma i varje enskild platta och den magnetiska permeabiliteten är överdriven. Ferritkärnor används här - dielektrikum med magnetiska egenskaper.
Steg 4
Förluster i transformatorn, som minskar dess effektivitet, uppstår på grund av emissionen av ett alternerande elektromagnetiskt fält av den, små virvelströmmar som fortfarande uppstår i kärnan trots de åtgärder som vidtagits för att undertrycka dem, liksom närvaron av aktivt motstånd i lindningar. Alla dessa faktorer, förutom den första, leder till uppvärmning av transformatorn. Lindningens aktiva motstånd bör vara försumbar jämfört med strömförsörjningens eller belastningens inre motstånd. Därför, ju större ström genom lindningen och ju lägre spänningen över den, desto tjockare används tråden för den.
