Kako deluje napetostni transformator
Napetostni transformator se uporablja za pretvorbo izmenične napetosti ene velikosti v izmenično napetost druge velikosti. Napetostni transformator deluje zahvaljujoč pojavu elektromagnetne indukcije: časovno spremenljiv magnetni tok ustvarja EMF v tuljavi (ali tuljavah), skozi katero prehaja.
Primarno navitje transformatorja je s svojimi sponkami priključeno na vir izmenične napetosti, na sponke sekundarnega navitja pa je priključeno breme, ki mora biti napajano z napetostjo, nižjo ali višjo od napetosti vira, iz katerega ta transformator je hranjen.
Hvala za udeležbo jedro (magnetno vezje), magnetni tok, ki ga ustvari primarno navitje transformatorja, ni nikjer razpršen, ampak je v glavnem koncentriran v volumnu, ki ga omejuje jedro. Izmenični tokki deluje v primarnem navitju magnetizira jedro v eni ali nasprotni smeri, medtem ko se sprememba magnetnega pretoka ne dogaja v sunkih, ampak harmonično, sinusno (če govorimo o omrežnem transformatorju).
Lahko rečemo, da železo jedra poveča induktivnost primarnega navitja, kar pomeni, da poveča njegovo sposobnost ustvarjanja magnetnega toka, ko tok prehaja, in izboljša lastnost preprečevanja povečanja toka, ko se na napetost uporabi napetost. sponke navitja. Zato v prostem teku (v načinu brez obremenitve) transformator porabi samo miliampere, čeprav spreminjajoča se napetost deluje na navitje.
Sekundarno navitje je sprejemna stran transformatorja. Sprejema spreminjajoči se magnetni tok, ki ga ustvarja tok v primarnem navitju, in ga skozi svoje zavoje pošlje skozi magnetno vezje. Magnetni tok, ki se spreminja z določeno hitrostjo, prodira skozi zavoje sekundarnega navitja, po zakonu elektromagnetne indukcije inducira določen EMF v vsakem svojem obratu. Ti inducirani EMF se dodajo v vsakem trenutku od obrata do obrata in tvorijo napetost sekundarnega navitja (napetost odprtega tokokroga transformatorja).
Pravočasno bo opozoriti, da hitreje kot se spreminja magnetni tok v jedru, večja je napetost, inducirana pri vsakem obratu sekundarnega navitja transformatorja. In ker primarno in sekundarno navitje prežema isti magnetni tok (ki ga ustvari izmenični tok primarnega navitja), je napetost na zavoj primarnega in sekundarnega navitja enaka glede na velikost magnetnega toka in njegovo stopnjo spreminjanja.
Če se poglobite, spreminjajoči se magnetni tok v jedru ustvarja električno polje v prostoru okoli sebe, katerega intenziteta je tem večja, čim večja je hitrost spreminjanja magnetnega pretoka in večja je vrednost tega spreminjanja magnetnega pretoka. To vrtinčno električno polje deluje na elektrone, ki se nahajajo v prevodniku sekundarnega navitja, in jih potiska v določeno smer, zaradi česar je na koncih sekundarnega navitja mogoče izmeriti Napetost.
Če je obremenitev priključena na sekundarno navitje transformatorja, bo skozi tok tekel tok, kar pomeni, da se bo v jedru pojavil magnetni tok, ki ga ustvari ta tok v sekundarnem navitju.
Magnetni tok, ki ga ustvari tok sekundarnega navitja, to je bremenski tok, bo usmerjen (prim. Lenzovo pravilo) proti magnetnemu toku primarnega navitja in bo zato induciral povratni EMF v primarnem navitju, kar bo vodilo do povečanja toka v primarnem navitju in s tem do povečanja moči, ki jo porabi transformator iz omrežje.
Pojav obratnega primarnega, sekundarnega magnetnega pretoka znotraj jedra, kot učinek priključene obremenitve, je enakovreden zmanjšanju induktivnosti primarnega navitja. Zato transformator pod obremenitvijo porabi bistveno več električne energije kot v mirovanju.