Transformators ļauj palielināt spriegumu strāvas stipruma zuduma dēļ vai otrādi. Visos gadījumos ir spēkā enerģijas saglabāšanas likums, taču daži no tiem neizbēgami pārvēršas siltumā. Tāpēc, lai arī transformatora efektivitāte parasti ir tuvu vienotībai, tā ir mazāka.
Instrukcijas
1. solis
Transformatora pamatā ir parādība, ko sauc par elektromagnētisko indukciju. Kad vadītājs ir pakļauts mainīgam magnētiskajam laukam, šī vadītāja galos rodas spriegums, kas atbilst pirmajam atvasinājumam par izmaiņām šajā laukā. Tādējādi, kad lauks ir nemainīgs, vadītāja galos nerodas spriegums. Šis spriegums ir ļoti mazs, taču to var palielināt. Lai to izdarītu, taisna vadītāja vietā ir pietiekami izmantot spoli, kas sastāv no vēlamā pagriezienu skaita. Tā kā pagriezieni ir savienoti virknē, spriegumi pāri tiem tiek summēti. Tāpēc, ja citas lietas ir vienādas, spriegums būs lielāks par vienu pagriezienu vai taisnu vadītāju reižu skaitā, kas atbilst pagriezienu skaitam.
2. solis
Mainīgu magnētisko lauku var izveidot dažādos veidos. Piemēram, pagriežot magnētu blakus spolei, tiks izveidots ģenerators. Transformatorā šim nolūkam tiek izmantots cits tinums, ko sauc par primāro tinumu, un tam tiek piemērots vienas vai otras formas spriegums. Sekundārajā tinumā rodas spriegums, kura forma atbilst sprieguma viļņu formas pirmajam atvasinājumam primārajā tinumā. Ja spriegums uz primārās tinuma mainās sinusoidāli, sekundārajā tas mainīsies kosinusa veidā. Transformācijas koeficients (nejaukt ar efektivitāti) atbilst tinumu pagriezienu skaita attiecībai. Tas var būt vai nu mazāks, vai arī vairāk nekā viens. Pirmajā gadījumā transformators būs pazemināts, otrajā - pakāpiens. Pagriezienu skaits uz voltu (tā sauktais "pagriezienu skaits uz voltu") ir vienāds visiem transformatora tinumiem. Strāvas frekvences transformatoriem tas ir vismaz 10, pretējā gadījumā efektivitāte samazinās un apkure palielinās.
3. solis
Gaisa magnētiskā caurlaidība ir ļoti zema, tāpēc bezkorpusus transformatorus izmanto tikai tad, ja tie darbojas ļoti augstās frekvencēs. Rūpnieciskajos frekvences transformatoros ir izmantoti serdeņi no tērauda plāksnēm, kas pārklāti ar dielektrisko slāni. Sakarā ar to plāksnes ir elektriski izolētas viena no otras, un nenotiek virpuļstrāvas, kas var samazināt efektivitāti un palielināt apkuri. Transformatoros ar komutācijas barošanas avotiem, kas darbojas ar paaugstinātu frekvenci, šādi serdeņi nav piemērojami, jo katrā atsevišķā plāksnē var rasties ievērojamas virpuļstrāvas un magnētiskā caurlaidība ir pārmērīga. Šeit tiek izmantoti ferīta serdeņi - dielektriķi ar magnētiskām īpašībām.
4. solis
Zaudējumi transformatorā, kas samazina tā efektivitāti, rodas mainīga elektromagnētiskā lauka emisijas dēļ, mazām virpuļstrāvām, kas joprojām rodas serdē, neraugoties uz pasākumiem, lai tos nomāktu, kā arī aktīvās pretestības klātbūtnē tinumi. Visi šie faktori, izņemot pirmo, noved pie transformatora sildīšanas. Tinuma aktīvajai pretestībai jābūt niecīgai, salīdzinot ar barošanas avota vai slodzes iekšējo pretestību. Tāpēc, jo lielāka ir strāva caur tinumu un mazāks spriegums pāri tai, jo biezāka tai tiek izmantota stieple.
