Transformátory

Transformátor se skládá z magnetického obvodu (jádra), ze vstupní (primární) cívky a z jedné nebo více cívek výstupních (sekundárních). Jádro je u nízkofrekvenčních transformátorů z odizolovaných plechů, u vysokofrekvenčních z feritu.

Plní tyto základní funkce:

• transformaci (změnu velikosti) napětí, proudu a impedance
• galvanické oddělení vstupního obvodu od výstupního obvodu

Činnost transformátoru je založena na elektromagnetické indukci.

Ideální transformátor

Primární vinutí slouží k převodu elektrické energie na magnetickou. Procházejícím střídavým proudem I₁ se vytváří střídavý magnetický tok Φ. Tento tok prochází magnetickým obvodem (jádrem) k sekundární cívce.

V sekundární cívce se podle principu Faradayova indukčního zákona indukuje elektrické napětí, jehož velikost lze spočítat ze vzorce:

Je-li k sekundární cívce připojena zátěž, indukované napětí v ní vytvoří sekundární proud I₂, který vyvolá v jádře magnetický tok působící proti magnetickému toku primární cívky, takže se navzájem vyruší (kompenzují).

Obecně můžeme u ideálního transformátoru pracovat s takzvaným převodem:

Skutečný transformátor

Ve skutečném transformátoru vznikají ztráty.

Ztráty ve vinutí

Průchodem elektrického proudu vinutím vzniká na jeho odporu teplo.

Ztráty v magnetickém obvodu

Hysterezní křivka - závislost magnetické indukce (magnetizace) na intenzitě magnetického pole.

Magnetický obvod klade střídavému magnetickému toku odpor popsaný hysterezní křivkou. Tak dochází ke ztrátám enegie spotřebované na změnu směru magnetického toku - tzv. hysterezní ztráty. Část magnetického toku se také uzavírá v prostoru kolem cívky mimo jádro a dochází tak ke ztrátám rozptylem.

Další ztráty vznikají vířivými proudy v jádře, což jsou proudy vytvořené indukovaným napětím ve vodivém jádře, protékající kolmo na magnetický tok. Snižují se skládáním jádra z navzájem odizolovaných tenkých plechů.