Transformatoro

3D-desegno de transformatoro. La interna volvaĵo konektendas al la elektra reto (la proviza tensio) - rekonebla per la granda nombro da turnoj de maldika drato; la eliga malalta tensio estas prenita el la ekstera volvaĵo - rekonebla per ĝia pli dika drato.

Transformatoro (aŭ transformilo) estas aparato, kiu transformas alternan kurenton kaj tension sen perdo de povumo (en idealaj kondiĉoj) per elektromagneta indukto. Ĝi havas kelkajn dratajn buklarojn (volvaĵojn, bobenojn). La volvaĵoj kovras kernon ĝenerale el maldikaj feromagnetaj ladoj.

En la praktiko, transformatoroj utilas por efikece transporti elektran energion de elektrejoj al domoj, produktejoj kaj aliaj konsumejoj. La kvanto da energio perdata laŭ la vojo ju pli malgrandiĝas, des pli grandas la elektra tensio (pro la leĝo de Joule). Per transformatoroj eblas altigi la dissendatan tension ĉe elektrejoj, kaj malaltigi ĝin ĉe konsumejoj, tiel minimumigante la malŝparon de energio ĉe la kabloj. Pro tio oni kutimas dissendi elektran energion per alterna kaj ne per kontinua kurento.

Bazaj principoj

La transformatoro baziĝas je du principoj: unue, elektra kurento povas krei magnetan kampon kaj, due, varianta magneta kampo trapasanta elektran bobenon induktas tension inter la ekstremoj de tiu bobeno. Do, kiam oni varias la kurenton de la unua bobeno, tiam oni varias ankaŭ la intensecon de ties magneta kampo; ĉar la dua bobeno estas volvinta la saman magnetan cirkviton (kernon), tiel tensio estas induktata en ĝi.

Se la dua bobeno estus konektita al iu konsumanto, kiu ebligus kurentofluon, elektra povumo estus transmisiata de la unua cirkvito al la dua cirkvito.

Ideala transformatoro

Ideala transformilo estas unu, kiu ne havas perdojn t.e., ĝiaj ventoj havas neniun reziston, ne ekzistas magneta fugaĵo kaj tial ne havas perdojn de fero kaj kupro. Ideale, la transformatoro estas perfekte efika (sen perdo de energio): kiom da energio eniras, tiom eliras ($P_{\mathrm{e}\mathrm{n}}=P_{\mathrm{e}\mathrm{l}}$) . En tiaj kondiĉoj, se $N_U$ kaj $N_D$ estas respektive la volvonombroj de la primara (unua) kaj sekundara (dua) bobenoj, la jena ekvacio validas:

$P_{\mathrm{e}\mathrm{n}}=I_U\cdot V_U=P_{\mathrm{e}\mathrm{l}}=I_D\cdot V_D,$

kio kondukas al la ekvacio de la ideala transformatoro

$\frac{V_D}{V_U}=\frac{N_D}{N_U}=\frac{I_U}{I_D}.$

Do, se la tensio pliiĝas ( V_D > V_U ), tiel la kurento malpliiĝas ( I_D < I_U ) per la sama faktoro. Praktike, la plejmulto el la realaj transformatoroj estas tre efikaj, tial tiu formulo estas sufiĉe preciza ĝenerale.

Per disvolviĝo de tiu ekvacio, oni konstatas, ke la efiko de impedanco tra la transformilo varias laŭ la dua potenco de la volvo-faktoro. Ekzemple, se impedanco Z_D konektiĝas al la bornoj de la dua bobeno, ĝi ŝajniĝas al la unua flanko kiel

${Z_D}^{\prime }=Z_D{\left(\frac{N_U}{N_D}\right)}^2.$

Kaj tiu interrilato estas reciproka, tio estas, se oni dezirus scii kiel ŝajnas impedanco Z_U de la unua flanko, rigardata de la dua flanko, tiel oni aplikus:

${Z_U}^{\prime }=Z_U{\left(\frac{N_D}{N_U}\right)}^2.$

Tipoj de transformatoroj

Unufaza transformatoro estas transformilo provizita de unufaza elektra reto, kun kadroforma aŭ ringoforma magneta cirkvito.

Trifaza transformatoro estas transformilo provizita de trifaza elektra reto; ĝi havas tri magnetajn kolonojn kun primara kaj sekundara volvaĵoj ĉirkaŭ ĉiu.

Aŭtotransformatoro estas transformilo, en kiu parto de la volvaĵo estas komuna al la primara kaj sekundara cirkvitoj.

Vidu ankaŭ

• Elektromagneto
• Leĝo de Lenz-Faraday
• Tesla transformatoro

Bibliografio

• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite web
• Ŝablono:Cite journal
• Ŝablono:Cite journal
• Brenner, Egon; Javid, Mansour (1959). "Chapter 18–Circuits with Magnetic Coupling". Analysis of Electric Circuits. McGraw-Hill. pp. 586–622.
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite journal
• Ŝablono:Cite book
• De Keulenaer, Hans; Chapman, David; Fassbinder, Stefan; McDermott, Mike (2001). The Scope for Energy Saving in the EU through the Use of Energy-Efficient Electricity Distribution Transformers (PDF). Ŝablono:Webarchiv 16th International Conference and Exhibition on Electricity Distribution (CIRED 2001). Institution of Engineering and Technology. doi:10.1049/cp:20010853. Alirita la 10an de Julio 2014.
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite journal
• Ŝablono:Cite journal
• Ŝablono:Cite book Ŝablono:Webarchiv
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite book
• Ŝablono:Cite book
• McLyman, Colonel William (2004). "Chapter 3". Transformer and Inductor Design Handbook. CRC. ISBN 0-8247-5393-3.
• Ŝablono:Cite book
• Parker, M. R; Ula, S.; Webb, W. E. (2005). "§2.5.5 'Transformers' & §10.1.3 'The Ideal Transformer'". En Whitaker, Jerry C. (eld.). The Electronics Handbook (2a eld.). Taylor & Francis. pp. 172, 1017. ISBN 0-8493-1889-0.
• Ŝablono:Cite book

Eksteraj ligiloj

• Ŝablono:Retarkivo kompilita far Kristály Tibor, en formo PDF.
• Pri transformatoroj, de Elerno Ŝablono:Webarchiv