Beskrivelse
1.Kernefunktion
Det grundlæggende formål med en transformer er at ændre spændingen og strømniveauerne for vekselstrøm uden at ændre frekvensen.
2.Arbejdsprincip
(1) Indgangsvekselstrøm Transformatoren skal bruge vekselstrøm. Retningen og størrelsen af vekselstrøm ændres konstant periodisk. Vi sender denne skiftende AC ind i transformatorens primære spole.
(2)Generer et skiftende magnetisk feltI henhold til Ørsteds lov skaber en elektrisk strøm, der løber gennem en ledning, et magnetfelt. Da strømmen i primærspolen konstant ændrer sig, genererer den et magnetfelt i kernen, hvis styrke og retning konstant ændrer sig.
(3) Magnetisk feltledning gennem kernen En transformers spoler er normalt viklet omkring en kerne lavet af stablede siliciumstålplader. Denne kerne kan effektivt lede og koncentrere det skiftende magnetfelt, der genereres af den primære spole, næsten uden tab til den sekundære spole.
(4) Magnetisk felt skærer gennem sekundærspolen Når dette skiftende magnetfelt passerer gennem sekundærspolen, får det konstant skiftende magnetfelt effektivt ledningerne i sekundærspolen til at 'skære' de magnetiske fluxlinjer.
(5) Inducer en ny spænding (elektromagnetisk induktion) Ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induktion, når den magnetiske flux gennem et lukket kredsløb ændres, genereres en induceret elektromotorisk kraft (spænding) i kredsløbet. Derfor induceres en vekselspænding over de to ender af den sekundære spole.
3. Hvorvidt en transformer er en "trin-op" eller "trin-ned"-transformer afhænger helt af drejningsforholdet mellem den primære spole og den sekundære spole.
De følger en simpel formel:
- Vp/Vs=Np/Ns
- Vp: Primær spolespænding (indgangsspænding)
- Vs: Sekundær spolespænding (udgangsspænding)
- Np: Antal vindinger i primærspolen
- Ns: Antal vindinger i den sekundære spole
Samtidig er ændringerne i spænding og strøm i henhold til loven om energibevarelse (ignorerer mindre tab) modsatte: Vp × Ip ≈ Vs × Is
- Ip: Primær spolestrøm (indgangsstrøm)
- Er: Sekundær spolestrøm (udgangsstrøm)
4.Oversigt
Enkelt sagt er driften af en transformator en energiomdannelsesproces af 'elektrisk → magnetisk → elektrisk': Vekselstrøm påført primærspolen genererer et skiftende magnetfelt, som ledes gennem kernen og inducerer sekundærspolen, hvorved der produceres en ny vekselstrøm. Ved at ændre drejningsforholdet for de to spoler kan udgangsspændingen justeres fleksibelt.
