Jak działają transformatory jednofazowe?

Maszyny i urządzenia elektryczne muszą być często zasilane prądem o charakterystyce innej, niż ta, jaką cechuje się dostępna źródło. Wymaga to zmiany parametrów przy zastosowaniu odpowiedniego układu, którego rodzaj zależy od tego, o jakie dopasowanie chodzi. W sytuacji, gdy w grę wchodzi przekształcenie prądu przemiennego o określonym napięciu w prąd przemienny o innym napięciu niezbędne okaże się wykorzystanie transformatora 1-fazowego. Przyjrzyjmy się bliżej jego konstrukcji oraz sprawdźmy, dlaczego będzie przydatny.

Budowa transformatora jednofazowego

Transformatory jednofazowe są zbudowane z obwodu magnetycznego, w którym występują dwa uzwojenia, które nie są ze sobą połączone galwanicznie. Składa się na nie rdzeń, który powstaje z blachy elektrotechnicznej, a więc tzw. blachy transformatorowej zawierającej dodatek krzemu sięgający od 2,5% do 4,5% wpływający na ograniczenie strat mocy czynnej, jaka następowałaby w wyniku powstawania prądów wirowych. Blacha ma również izolację tlenkową. Elementy tego rodzaju wytwarza się w procesie walcowania na zimno, co pozwala na uzyskanie dużej przenikalności i niewielkiej stratności magnetycznej przy strumieniu skierowanym wzdłuż kierunku walcowania. Na rdzeniu znajdują się uzwojenia – pierwotne i wtórne.

Na jakiej zasadzie funkcjonuje transformator jednofazowy?

Praca transformatora jednofazowego wiąże się z indukowaniem siły elektromotorycznej. Jest ona wytwarzana w wyniku przepływu napięcia przez uzwojenie pierwotne, co doprowadza do wzbudzenia przemiennego strumienia magnetycznego przekazywanego przez rdzeń oraz indukującego w obu uzwojeniach siły elektromotoryczne. Różnice napięcia wejściowego oraz wyjściowego są związane ze stosunkiem liczby zwojów w uzwojeniu pierwotnym i wtórnym. Podczas pracy transformatora pewna ilość energii elektrycznej jest tracona z uwagi na straty powodowane przez rdzeń oraz materiał, z jakiego wykonano przewody nawojowe, a ponadto zjawisko rozproszenia, powstawania prądów pojemnościowych oraz wystąpienia harmonicznych. Podstawowymi parametrami transformatora jednofazowego będą wartości napięcia pierwotnego oraz wtórnego, a także moc transformatora wyrażana w voltoamperach.