ترانسفورماتور چیست؟

ترانسفورماتور چیست؟

ترانسفورماتور وسیله ای الکتریکی است که از اصل القای الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی از یک مدار الکتریکی به مدار دیگر استفاده می کند. برای افزایش یا کاهش ولتاژ AC بین مدارها و در عین حال حفظ فرکانس جریان طراحی شده است. ترانسفورماتورها این کار را بدون اتصال رسانا بین دو مدار انجام می دهند. این امر از طریق استفاده از قانون القای فارادی امکان پذیر است که توضیح می دهد چگونه یک میدان مغناطیسی با یک مدار الکتریکی برای تولید نیروی الکتروموتور (EMF) برهمکنش می کند.

ترانسفورماتور اصلی شامل سه بخش است: هسته مغناطیسی، سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه. سیم پیچ اولیه به منبع برق ACمتصل می شود. این یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کند که سیم پیچ را احاطه کرده است. این باعث القای EMF در سیم پیچ ثانویه می شود. اگر مدار سیم پیچ ثانویه بسته باشد، جریان AC از آن عبور می کند.

این سیم‌پیچ‌ها هسته مغناطیسی را به اشتراک می‌گذارند که معمولاً از ورق‌های فولادی چند لایه ساخته می‌شود و مسیری با رلوکتانس کم برای میدان مغناطیسی فراهم می‌کند. نسبت بین ولتاژ خروجی و ولتاژ ورودی برابر است با نسبت تعداد دور بین دو سیم پیچ. در ترانسفورماتور کاهنده، سیم پیچ ثانویه پیچش کمتری نسبت به ترانسفورماتور اولیه خواهد داشت و در ترانسفورماتور پله‌آپ، پیچش بیشتری خواهد داشت.

طراحی پایه ترانسفورماتور Shutterstock

اولین ترانسفورماتور در سال 1884 در انگلستان اختراع شد و روش استفاده از برق متناوب را متحول کرد. این ترانسفورماتور برای اولین بار در سال 1886 در اولین نیروگاه AC، نیروگاه بخار رم-سرچی استفاده شد. به ولتاژ ایمن تر و قابل استفاده برای استفاده در خانه ها و مشاغل.

در حالی که این طرح اولیه اصلی هنوز هم امروزه مورد استفاده قرار می گیرد، ترانسفورماتورهای مدرن برای طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند. آنهایی که در نیروگاه های برق استفاده می شوند می توانند چندین طبقه ارتفاع داشته باشند و برای انتقال نیرو در ولتاژهای بالا استفاده می شوند که کارآمدتر از انجام این کار در ولتاژ پایین است زیرا تلفات برق در اثر گرما را کاهش می دهد. ترانسفورماتورهای سیگنال و صدا بسیار کوچکتر هستند و برای تطبیق خروجی میکروفون ها و سایر دستگاه های صوتی با ورودی تقویت کننده ها استفاده می شوند. ترانسفورماتورهای اندازه گیری، توان یک خط اصلی برق را به ولتاژ کمتری تبدیل می کنند که سپس می توان برای تعیین توان خروجی آن بدون آسیب رساندن به تجهیزات حساس، اندازه گیری کرد. ترانسفورماتورهای پالس، پالس ها را از مدار اولیه به مدار ثانویه برای انتقال اطلاعات دیجیتال به گیت های منطقی یا درایورهای دستگاه های الکترونیکی تحویل می دهند.

بیشتر کاربردهای فوق ترانسفورماتورهای تک فاز را توصیف می کنند. این نوع ترانسفورماتور دارای یک سیم پیچ اولیه و یک سیم پیچ ثانویه می باشد. با این حال، ترانسفورماتورها نیز در انواع سه فاز هستند. ترانسفورماتورهای سه فاز دارای سه مجموعه سیم پیچ هستند. از این ترانسفورماتورها برای تغذیه بارهای صنعتی و تولید برق سه فاز استفاده می شود.

برای بررسی، در اینجا اصول اولیه ترانسفورماتور آمده است:

- یک ترانسفورماتور از القای الکترومغناطیسی برای انتقال جریان AC از یک مدار به مدار دیگر و در عین حال افزایش یا کاهش ولتاژ استفاده می کند.

- ترانسفورماتور اصلی دارای سه قسمت است: سیم پیچ اولیه، سیم پیچ ثانویه و هسته مغناطیسی.

- همه نوع اندازه و کاربرد برای ترانسفورماتور وجود دارد، از ترانسفورماتورهای عظیم که توسط نیروگاه ها استفاده می شود تا ترانسفورماتورهای