Transformatory są elektromagnetycznymi statycznymi konwerterami energii elektrycznej. Transformatory są urządzeniami elektromagnetycznymi służącymi do przekształcania prądu przemiennego o jednym napięciu na prąd przemienny o innym napięciu o tej samej częstotliwości oraz do elektromagnetycznego przenoszenia energii elektrycznej z jednego obwodu do drugiego.
Do czego służy transformator ? „Transformator jest to statyczne urządzenie elektromagnetyczne przeznaczone do przetwarzania jednego – pierwotnego – układu prądu przemiennego na inny – wtórny układ o tej samej częstotliwości, mający na ogół inne właściwości, w szczególności inne napięcie i inny prąd” (Piotrowski L. M. Maszyny elektryczne).
Jak działa transformator ?
Głównym zadaniem transformatorów jest zmiana napięcia przemiennego. Transformatory są również używane do konwersji liczby faz i częstotliwości.
Przekładniki prądowe są urządzeniami przeznaczonymi do przetwarzania prądu o dowolnej wielkości na prąd, który może być mierzony za pomocą zwykłych przyrządów, a także do zasilania różnych przekaźników i uzwojeń elektromagnesów. Liczba uzwojeń wtórnych przekładnika prądowego w2 > w1.
Przekładniki napięciowe są urządzeniami przeznaczonymi do przetwarzania prądu zmiennego o wysokim napięciu na prąd zmienny o niskim napięciu oraz do zasilania równoległych cewek przyrządów pomiarowych i przekaźników. Zasada działania i konstrukcja przekładników napięciowych jest podobna do przekładników mocy. Liczba zwojów uzwojenia wtórnego w2 < w1.
Zasada działania
Zasada działania każdego transformatora elektroenergetycznego opiera się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Do uzwojenia pierwotnego przyłożony jest prąd zmienny, który wytwarza zmienny strumień magnetyczny w rdzeniu magnetycznym. Odbywa się to poprzez zwarcie go na cewce magnetycznej i tworząc sprzężenie między uzwojeniami. Obciążenie podłączone do uzwojenia wtórnego wytwarza napięcie i prąd w uzwojeniu wtórnym.
Zastosowanie transformatorów
Sieci elektroenergetyczne
Zastosowanie transformatora w transmisji na duże odległości pomaga kontrolować generowane wysokie napięcia. Transformatory mogą poprawić bezpieczeństwo i zmniejszyć ilość stosowanej izolacji. Transformatory trójfazowe służą do transformacji napięć (zgodnie z trzema fazami sieci) lub zespół transformatorów jednofazowych połączonych ze sobą w gwiazdę lub trójkąt.
W zasilaczach
Transformatory są szeroko stosowane w zasilaczach urządzeń elektrycznych do konwersji napięcia wymaganego do zasilania z napięcia sieciowego. Nowoczesne zasilacze wykorzystują układ, w którym napięcie sieciowe AC jest najpierw prostowane, a następnie przekształcane w impulsy o wysokiej częstotliwości. Transformator impulsowy przetwarza impulsy na wszystkie niezbędne napięcia. Zmniejsza to znacznie wagę zasilacza.
Transformatory izolacyjne
Transformatory takie stosowane są w sieciach energetycznych w celu wyeliminowania zagrożenia porażenia prądem elektrycznym (w przypadku jednoczesnego dotknięcia przez człowieka przewodu fazowego lub obudowy źle izolowanego urządzenia i przedmiotu uziemionego, ciało człowieka powoduje zwarcie obwodu elektrycznego). Urządzenie zainstalowane w transformatorze jest bezpieczne, ponieważ obwód wtórny transformatora nie ma kontaktu z uziemieniem.
Transformatory impulsowe
Transformatory impulsowe zapewniają niezniekształconą transmisję przekształconych impulsów napięciowych (najczęściej prostokątnych impulsów elektrycznych).