Cum funcționează un transformator de tensiune
Un transformator de tensiune este utilizat pentru a converti o tensiune alternativă de o magnitudine într-o tensiune alternativă de altă magnitudine. Transformatorul de tensiune funcționează datorită fenomenului de inducție electromagnetică: fluxul magnetic variabil în timp generează un EMF în bobina (sau bobinele) prin care trece.
Înfășurarea primară a transformatorului este conectată cu bornele sale la o sursă de tensiune alternativă, iar la bornele înfășurării secundare este conectată o sarcină care trebuie alimentată cu o tensiune mai mică sau mai mare decât tensiunea sursei de la care acest transformator. este hrănit.
Mulțumesc pentru participare miez (circuit magnetic), fluxul magnetic creat de înfășurarea primară a transformatorului nu este împrăștiat nicăieri, ci este concentrat în principal în volumul delimitat de miez. Curent alternativcare acționează în înfășurarea primară magnetizează miezul într-o direcție sau în sens invers, în timp ce modificarea fluxului magnetic nu are loc în explozii, ci armonic, sinusoidal (dacă vorbim de un transformator de rețea).
Se poate spune că fierul miezului crește inductanța înfășurării primare, adică își mărește capacitatea de a crea un flux magnetic atunci când trece curentul și îmbunătățește proprietatea de a împiedica creșterea curentului atunci când se aplică o tensiune la bornele înfășurării. Prin urmare, la relanti (în modul fără sarcină), transformatorul consumă doar miliamperi, deși tensiunea în schimbare acționează asupra înfășurării.
Înfășurarea secundară este partea de primire a transformatorului. Acesta primește fluxul magnetic variabil generat de curentul din înfășurarea primară și îl trimite prin circuitul magnetic prin spirele sale. Fluxul magnetic, variind la o anumită viteză, pătrunde în spirele înfășurării secundare, conform legii inducției electromagnetice induce un anumit CEM în fiecare dintre tururile sale. Aceste EMF induse se adaugă la fiecare moment de rotație, formând tensiunea înfășurării secundare (tensiunea în circuit deschis al transformatorului).
Va fi oportun să rețineți că, cu cât fluxul magnetic se modifică mai repede în miez, cu atât este mai mare tensiunea indusă la fiecare tură a înfășurării secundare a transformatorului. Și deoarece atât înfășurările primare, cât și cele secundare sunt pătrunse de același flux magnetic (creat de curentul alternativ al înfășurării primare), tensiunea pe tură a ambelor înfășurări primare și secundare este aceeași, pe baza mărimii fluxului magnetic. și ritmul său de schimbare.
Dacă sapi mai adânc, fluxul magnetic în schimbare în miez creează un câmp electric în spațiul din jurul său, a cărui intensitate este mai mare cu cât este mai mare rata de modificare a fluxului magnetic și cu atât valoarea acestei modificări este mai mare fluxul magnetic. Acest câmp electric turbionar acționează asupra electronilor aflați în conductorul înfășurării secundare, împingându-i într-o anumită direcție, datorită căreia la capetele înfășurării secundare este posibil să se măsoare Voltaj.
Dacă o sarcină este conectată la înfășurarea secundară a transformatorului, atunci un curent va curge prin ea, ceea ce înseamnă că un flux magnetic creat de acest curent în înfășurarea secundară va apărea în miez.
Fluxul magnetic generat de curentul înfășurării secundare, adică curentul de sarcină, va fi direcționat (cf. regula lui Lenz) împotriva fluxului magnetic al înfășurării primare și, prin urmare, va induce o EMF inversă în înfășurarea primară, ceea ce va duce la o creștere a curentului în înfășurarea primară și, în consecință, la o creștere a puterii consumate de un transformator de la reţea.
Apariția inversului fluxului magnetic primar, secundar în interiorul miezului, ca efect al sarcinii conectate, este echivalent cu o reducere a inductanței înfășurării primare. De aceea, un transformator sub sarcină consumă mult mai multă energie electrică decât atunci când este inactiv.