O transformador permite aumentar a tensão devido a uma perda na intensidade da corrente ou vice-versa. Em todos os casos, a lei da conservação de energia se aplica, mas parte dela inevitavelmente se transforma em calor. Portanto, a eficiência do transformador, embora geralmente próxima da unidade, é menor do que isso.
Instruções
Passo 1
O transformador é baseado em um fenômeno chamado indução eletromagnética. Quando um condutor é exposto a um campo magnético variável, uma voltagem surge nas extremidades desse condutor, que corresponde à primeira derivada da alteração neste campo. Assim, quando o campo é constante, nenhuma tensão surge nas extremidades do condutor. Essa tensão é muito pequena, mas pode ser aumentada. Para isso, em vez de um condutor reto, basta utilizar uma bobina constituída pelo número de voltas desejado. Como as espiras são conectadas em série, as tensões entre elas são somadas. Portanto, sendo as demais coisas iguais, a tensão será maior do que uma única volta ou um condutor reto no número de vezes correspondente ao número de voltas.
Passo 2
Você pode criar um campo magnético alternado de diferentes maneiras. Por exemplo, girar um ímã próximo à bobina criará um gerador. No transformador, para isso, é utilizado outro enrolamento, denominado enrolamento primário, e nele é aplicada uma tensão de uma forma ou de outra. Uma tensão surge no enrolamento secundário, cuja forma corresponde à primeira derivada da forma de onda da tensão no enrolamento primário. Se a tensão no enrolamento primário muda de forma senoidal, no secundário ela mudará de forma cosseno. A relação de transformação (não confundir com a eficiência) corresponde à relação do número de voltas dos enrolamentos. Pode ser menos ou mais de um. No primeiro caso, o transformador será abaixador, no segundo - abaixador. O número de voltas por volt (o chamado "número de voltas por volt") é o mesmo para todos os enrolamentos do transformador. Para transformadores de frequência de energia, é pelo menos 10, caso contrário, a eficiência cai e o aquecimento aumenta.
etapa 3
A permeabilidade magnética do ar é muito baixa, portanto, transformadores sem núcleo são usados apenas quando operando em frequências muito altas. Em transformadores de frequência industriais, núcleos feitos de placas de aço cobertas com uma camada dielétrica têm sido usados. Devido a isso, as placas são isoladas eletricamente uma da outra, não ocorrendo correntes parasitas, o que pode reduzir a eficiência e aumentar o aquecimento. Em transformadores de fontes chaveadas operando em frequências aumentadas, tais núcleos não são aplicáveis, uma vez que correntes parasitas significativas podem ocorrer em cada placa individual e a permeabilidade magnética é excessiva. Núcleos de ferrite são usados aqui - dielétricos com propriedades magnéticas.
Passo 4
As perdas no transformador, que reduzem sua eficiência, surgem devido à emissão de um campo eletromagnético alternado por ele, pequenas correntes parasitas que ainda surgem no núcleo apesar das medidas tomadas para suprimi-las, bem como a presença de resistência ativa no enrolamentos. Todos esses fatores, exceto o primeiro, levam ao aquecimento do transformador. A resistência ativa do enrolamento deve ser insignificante em comparação com a resistência interna da fonte de alimentação ou carga. Portanto, quanto maior a corrente através do enrolamento e quanto menor a voltagem através dele, mais grosso o fio é usado para ele.
