Transformátor je zařízení, které využívá princip elektromagnetické indukce k transformaci střídavého napětí. Jeho hlavními součástmi jsou primární cívka, sekundární cívka a železné jádro.
V elektronické profesi můžete často vidět stín transformátoru, nejběžnější je použití v napájecích zdrojích jako převodní napětí, izolace.
Stručně řečeno, poměr napětí primární a sekundární cívky se rovná poměru závitů primární a sekundární cívky. Pokud tedy chcete na výstupu dosáhnout různých napětí, můžete změnit poměr závitů cívek.
Podle různých pracovních frekvencí transformátorů je lze obecně rozdělit na nízkofrekvenční transformátory a vysokofrekvenční transformátory. Například v běžném životě je frekvence střídavého proudu síťové frekvence 50 Hz. Transformátory pracující na této frekvenci nazýváme nízkofrekvenčními transformátory; pracovní frekvence vysokofrekvenčního transformátoru může dosahovat desítek kHz až stovek kHz.
Objem vysokofrekvenčního transformátoru je mnohem menší než objem nízkofrekvenčního transformátoru se stejným výstupním výkonem.
Transformátor je relativně velká součástka v napájecím obvodu. Pokud chcete zmenšit jeho objem a zároveň zajistit výstupní výkon, je třeba použít vysokofrekvenční transformátor. Proto se vysokofrekvenční transformátory používají ve spínaných napájecích zdrojích.
Princip fungování vysokofrekvenčního a nízkofrekvenčního transformátoru je stejný a oba jsou založeny na principu elektromagnetické indukce. Jejich „jádra“ však používají odlišné materiály.
Železné jádro nízkofrekvenčního transformátoru je obvykle složeno z mnoha plechů z křemíkové oceli, zatímco železné jádro vysokofrekvenčního transformátoru je složeno z vysokofrekvenčních magnetických materiálů (například feritu). (Proto se železné jádro vysokofrekvenčního transformátoru obecně nazývá magnetické jádro.)
V obvodu stejnosměrného stabilizovaného napájecího napětí přenáší nízkofrekvenční transformátor sinusový signál.
V obvodu spínaného napájení přenáší vysokofrekvenční transformátor vysokofrekvenční pulzní obdélníkový signál.
Při jmenovitém výkonu se poměr mezi výstupním a vstupním výkonem transformátoru nazývá účinnost transformátoru. Pokud je výstupní výkon transformátoru roven vstupnímu výkonu, je účinnost 100 %. Ve skutečnosti takový transformátor neexistuje, protože existují ztráty v mědi a železe, transformátor bude mít určité ztráty.
Co je to ztráta mědi?
Protože cívka transformátoru má určitý odpor, při průchodu proudu cívkou se část energie přemění na teplo. Protože je cívka transformátoru navinuta měděným drátem, nazývá se tato ztráta také ztráta mědi.
Co je to ztráta železa?
Ztráta v železe transformátoru zahrnuje hlavně dva aspekty: hysterezní ztrátu a ztrátu vířivými proudy. Hysterezní ztráta se týká toho, že když střídavý proud prochází cívkou, generují se magnetické siločáry, které procházejí železným jádrem, a molekuly uvnitř železného jádra se o sebe třou, čímž generují teplo, čímž spotřebovávají část elektrické energie. Protože magnetická siločára prochází železným jádrem, železné jádro také generuje indukovaný proud. Protože proud víří, nazývá se také vířivý proud a ztráta vířivými proudy také spotřebovává část elektrické energie.
Čas zveřejnění: 27. prosince 2022
