Nozioni di base sul trasformatore e principio di funzionamento

Definizione di Transformer

Un trasformatore è un dispositivo statico che trasferisce energia elettrica da un circuito all'altro attraverso il processo di induzione elettromagnetica. È più comunemente usato per aumentare ("step up") o diminuire ("step down") i livelli di tensione tra i circuiti.

Principio di funzionamento di Transformer

Il principio di funzionamento di un trasformatore è molto semplice. L'induzione reciproca tra due o più avvolgimenti (noti anche come bobine) consente il trasferimento di energia elettrica tra i circuiti. Questo principio è spiegato più dettagliatamente di seguito.

Teoria dei trasformatori

Supponi di avere un avvolgimento (noto anche come bobina) che viene fornito da una fonte elettrica alternata. La corrente alternata attraverso l'avvolgimento produce un flusso in continua evoluzione e alternata che circonda l'avvolgimento. Se un altro avvolgimento viene avvicinato a questo avvolgimento, una parte di questo flusso alternato si collegherà al secondo avvolgimento. Poiché questo flusso cambia continuamente nella sua ampiezza e direzione, deve esserci un collegamento di flusso variabile nel secondo avvolgimento o bobina.

Secondo la legge di induzione elettromagnetica di Faraday, ci sarà un EMF indotto nel secondo avvolgimento. Se il circuito di questo avvolgimento secondario è chiuso, una corrente scorrerà attraverso di esso. Questo è il principio di funzionamento di base di un trasformatore. Usiamo i simboli elettrici per aiutare a visualizzare questo. L'avvolgimento che riceve energia elettrica dalla sorgente è noto come "avvolgimento primario". Nel diagramma seguente questa è la "prima bobina".

L'avvolgimento che fornisce la tensione di uscita desiderata a causa dell'induzione reciproca è comunemente noto come "avvolgimento secondario". Questa è la "seconda bobina" nel diagramma sopra.

Un trasformatore che aumenta la tensione tra gli avvolgimenti da primario a secondario è definito come un trasformatore step-up. Al contrario, un trasformatore che riduce la tensione tra gli avvolgimenti primario e secondario viene definito come un trasformatore step-down.

Mentre il diagramma del trasformatore sopra è teoricamente possibile in un trasformatore ideale - non è molto pratico. Questo perché all'aria aperta solo una porzione molto piccola del flusso prodotto dalla prima bobina si collegherà con la seconda bobina. Quindi la corrente che fluisce attraverso il circuito chiuso collegato all'avvolgimento secondario sarà estremamente piccola (e difficile da misurare).

La velocità di variazione del legame di flusso dipende dalla quantità di flusso collegato con il secondo avvolgimento. Quindi idealmente quasi tutto il flusso dell'avvolgimento primario dovrebbe essere collegato all'avvolgimento secondario. Questo viene fatto in modo efficace ed efficiente utilizzando un trasformatore di tipo core. Ciò fornisce un percorso a bassa riluttanza comune ad entrambi gli avvolgimenti.

Lo scopo del nucleo del trasformatore è di fornire un percorso a bassa riluttanza, attraverso il quale viene attraversata la quantità massima di flusso prodotta dall'avvolgimento primario e collegata all'avvolgimento secondario.

La corrente che passa inizialmente attraverso il trasformatore quando è acceso è nota come corrente di spunto del trasformatore.

Se preferisci una spiegazione animata, di seguito è riportato un video che spiega esattamente come funziona un trasformatore:

Parti e costruzione del trasformatore

Le tre parti principali di un trasformatore:

· Avvolgimento primario del trasformatore

· Nucleo magnetico del trasformatore

· Avvolgimento secondario del trasformatore

Avvolgimento primario del trasformatore

Che produce flusso magnetico quando è collegato alla fonte elettrica.

Nucleo magnetico del trasformatore

Il flusso magnetico prodotto dall'avvolgimento primario, che passerà attraverso questo percorso a bassa riluttanza collegato all'avvolgimento secondario e creerà un circuito magnetico chiuso.

Avvolgimento secondario del trasformatore

Il flusso, prodotto dall'avvolgimento primario, passa attraverso il nucleo, si collegherà all'avvolgimento secondario. Questo avvolgimento inoltre ferisce sullo stesso nucleo e fornisce l'uscita desiderata del trasformatore.

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