transzformátor

A transzformátor egy villamos gép, amely két áramkör között, mágneses úton energiát közvetít. Többnyire váltakozó áram alacsony és magas feszültség közötti átalakítására, az impedancia megváltoztatására vagy két áramkör galvanikus leválasztására szolgál.

Mozgó alkatrészeket nem tartalmaz. A transzformátor az egyik legegyszerűbb és egyben legjobb hatásfokú villamos gép; hatásfoka az üzemállapotától függ, de névleges terhelés esetén szinte mindig meghaladja a 90%-ot. Ez a berendezés teszi lehetővé a villamos energia nagy távolságokra történő továbbítását is. Az energia-továbbításhoz azért van transzformátorra szükség, mert a távvezetékek energiavesztesége nagyobb feszültségnél kisebb értékű.,

Felfedezése

Michael Faraday 1831-ben határozta meg az elektromágneses indukció törvényeit.

Az első energia-átvitelre alkalmas transzformátort Bláthy Ottó, Zipernowsky Károly és Déri Miksa szabadalmaztatta 1885-ben. A ZBD jelű transzfomátorok a Ganz gyárban készültek Budapesten.

Felépítése

Két tekercs helyezkedik el egy közös vasmagon. A bemenő oldalit primer; a kimenő oldalit szekunder tekercsnek nevezik.

(A valóságos transzformátorok gyakran több tekercsből állnak.)

Működése

A kölcsönös indukció elvén alapul. A primer tekecsben folyó áram mágneses teret hoz létre a vasmagban. Ezt nevezzük primer főfluxusnak. Ez a fluxus átjárja a szekunder tekercset is és abban feszültséget indukál. Ezt a feszültséget nevezzük "Ui2" szekunder indukált feszültségnek. Az Ui2 feszültség üresjárásban mérhető. Ha terheljük a szekunder tekercset, akkor az Ui2 áramot hajt át a terhelésen, és ekkor már a szekunder tekercsen az Uk2 kapocsfeszültséget mérhetjük, ami terhelés függő. Fontos, hogy minden esetben Uk2

A kimeneti feszültség arányos a két tekercs menetszámával.
Ahol az "a" a transzformátor áttétele, ami az hányadossal csak ideális esetben egyezik meg.

A veszteségek

A valóságos transzformátorok mind veszteségesek. Ezek okai:
Rézveszteség - A tekercsek ohmos ellenállása miatt.
Vasveszteség - A vasmagban kialakuló örvényáramok és a hiszterézis veszteség miatt.

A transzformátorral nem lehet

Egyenfeszültséget átalakítani.
Egyenfeszültséget váltakozó feszültséggé alakítani (se fordítva).
A feszültség frekvenciáját módosítani.