ترانسفورماتور چیست ؟!
ترانسفورماتورها در واقع ماشینی هستند که به انتقال برق از یک مدار به مدار دیگر بدون تغییر فرکانس کمک می کنند. به عبارت دقیق تر ترانسفورماتور یک دستگاه الکتریکی است که بر اساس قانون القای فارادی کار می کند و به طور عمده برای تامین انرژی الکتریکی استفاده شده و کاربری آن شامل انتقال انرژی الکتریکی و تبدیل ولتاژ به دیگری می شود. این ترانسفورماتورها در سال 1880 ساخته شده است. در اینجا تصمیم داریم بیشتر درباره اینکه ترانسفورماتور چیست و چگونه کار می کند، اجزای ترانسفورماتور و انواع کاربردها، مزایا و معیاب آن را بر شماریم.
ساختار ترانسفورماتور
یک ترانسفورماتور دارای اجزای اصلی شامل هسته، سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه می باشد. هسته در واقع مسیری برای شار جریان مغناطیسی ایجاد می کند، سیم پیچ اولیه مسئول دریافت جریان الکتریکی متناوب از منبع آن می باشد، سیم پیچ ثانویه قادر است انرژی و جریان را دریافت کند و به ولتاژهای دیگر تغییر دهد. در ادامه به ارائه توضیحاتی درباره اساس کار ترانسفورماتور و نحوه کار ترانسفورماتور اشاره خواهیم کرد.
طرز کار ترانسفورماتور ها
برای اینکه راحت تر بفهمیم یک ترانسفورماتور چگونه کار می کند و کار ترانس چیست، فرض اولیه این خواهد بود که ترانسفورماتور تک فاز است. در این ترانسفورماتور یک رسانای الکتریکی و یا بیشتر که با عایق مسی و یا الومینیومی پوشانده شده است به دور بخش عمودی هسته پیچیده می شود که خود عامل ایجاد میدان مغناطیسی می باشد. زمانی که ولتاژ V1 به سیم پیچ اولیه وارد می شود، یک ولتاژ جریان الکتریکی متناوب در سیم پیچ ثانویه به وسیله القای الکتریکی ایجاد می شود. رسانای الکتریکی در هسته ترانسفورماتور به صورت مغناطیسی به هسته وصل شده است و انرژی از طریق کوپلینگ الکترومغناطیسی منتقل می گردد. نسبت چرخش رسانای الکتریکی یا به عبارتی دقیق سیم ها به دور هسته در سیم پیچ ها، برابر با میزان ولتاژی است که ترانسفورماتور در سطح بار صفر دارد. در سیم پیچ اولیه به تعداد پیچیدن رسانا به دور هسته N1 گفته شده و در سیم پیچ ثانویه از آن با نام N2 یاد می شود. در نتیجه از تقسیم ولتاژ اولیه به ولتاژ ثانویه می توان نسبت تعداد دور در سیم پیچ اولیه به ثانویه را با معادله V1/V2 =N1/N2 به دست آورد.
انواع ترانسفورماتورها
بسته به نوع کاربری که ترانسفورماتورها دارند و هدفی که بر اساس آن ساخته شده اند ترانسفورماتورها انواع مختلفی دارند که شامل؛
- ترانسفورماتور افزاینده و ترانسفورماتور کاهنده
- ترانسفورماتور سه فاز و تک فاز
- ترانسفورماتور قدرت، ترانسفورماتور توزیع و ترانسفورماتور ابزاری یا ابزار دقیق
- ترانسفورماتور دو ولتاژه و اتو ترانسفورماتور
- ترانسفورماتور درونی و بیرونی
- ترانسفورماتور روغنی و ترانسفورماتور خشک