Základní elektronická součástka - Co je transformátor a jak funguje

Transformátor je základní součástka, která se běžně používá v elektrických obvodech k transformaci napětí a proudu mezi různými úrovněmi. Díky této schopnosti je klíčový pro řadu aplikací, od přenosu elektrické energie po napájení elektronických zařízení.

Toroidní transformátor [1]

O co se jedná

Transformátor je elektrické zařízení, které využívá elektromagnetické indukce k přenosu elektrické energie z jednoho obvodu do druhého. Typický transformátor se skládá ze dvou nebo více vinutí (nebo-li cívek) navinutých na společném jádře. Jedno vinutí se nazývá primární a druhé sekundární. Existuje několik možných kombinací jádra, kdy nejznámější jsou toroidní, feritová a vzduchová.

Princip fungování

Transformátor funguje na základě principu elektromagnetické indukce. Když střídavý proud (AC) prochází primárním vinutím, vytváří kolem vinutí proměnlivé magnetické pole. Toto magnetické pole indukuje střídavý proud v sekundárním vinutí. Poměr počtu závitů mezi primárním a sekundárním vinutím určuje, zda se napětí zvyšuje nebo snižuje.

Poměr závitů

Poměr závitů (angl. turn ratio) mezi primárním a sekundárním vinutím je klíčovým parametrem každého transformátoru. Tento poměr určuje, zda je transformátor zvyšovací (step-up) nebo snižovací (step-down).

• Zvyšovací transformátor: Má více závitů na sekundární straně než na primární, čímž zvyšuje napětí.
• Snižovací transformátor: Má méně závitů na sekundární straně než na primární, čímž snižuje napětí.

Výkon a ztráty

Transformátory jsou vysoce účinné součástky, ale v praxi nikdy nejsou stoprocentně efektivní. Část energie se ztrácí jako tepelná energie v jádru a vinutích.

Typická účinnost transformátorů v praxi se pohybuje od 90 % do 99 %.

Typy transformátorů

Transformátory se liší podle svého účelu a konstrukce. Mezi běžně používané typy patří:

• Síťový transformátor: Používá se k přenosu elektrické energie na velké vzdálenosti.
• Izolační transformátor: Používá se pro izolaci obvodů z důvodu bezpečnosti.
• Impulsní transformátor: Používá se k přenosu vysokofrekvenčních signálů.

Použití transformátorů

Transformátory hrají klíčovou roli v mnoha aplikacích:

• Distribuce elektrické energie: Transformátory zvyšují napětí pro dálkový přenos a následně ho snižují na konci trasy, aby se snížily ztráty.
• Napájecí zdroje: Transformátory se používají v napájecích adaptérech pro napájení elektronických zařízení.
• Zvuková technika: Používají se pro oddělení obvodů a snížení rušení.

Shrnutí

Transformátor použivaný u vysokého napětí [2]

Transformátor je zásadní součástka, která umožňuje přenos a úpravu napětí a proudu v elektrických obvodech. Díky tomu je nedílnou součástí moderní energetiky i elektroniky. Správné porozumění principům a typům transformátorů je klíčové pro jejich efektivní využití v praxi.