Transformator je električni uređaj koji transformiše energiju iz jednog kola u drugo posredstvom magnetne sile, bez ikakvih pokretnih delova. Transformator se sastoji od dva ili više spregnuta namotaja ili jednog namotaja sa više izvoda i magnetnog jezgra koje koncentriše magnetni fluks. Naizmenična struja u jednom namotaju će indukovati struju u drugim namotajima. Transformatori se koriste da spuštaju ili dižu napon, da menjaju impedansu i da obezbede električnu izolaciju između kola.
Transformator je jedan od najprostijih električnih uređaja. Njegov osnovni dizajn, materijali i principi su se malo promenili u poslednjih sto godina, ali opet, dizajn transformatora materijali nastavljaju da se unapređuju.
Transformator ne može da uradi sledeće:
- Transformiše jednosmernu struju u naizmeničnu i obrnuto
- Promeni napon i struju jednosmerne struje
- Promeni učestanost naizmenične struje
Ipak, transformatori su delovi svih ovih sistema koji izvode gore spemenute radnje.
Podela transformatora
Autotransformatori
Autotransformator ima samo jedan namotaj, koji ima izveden kontakt. Naizmenični ili pulsirajući napon se dovodi kroz deo namotaja, a viši ili niži napon se stvara na drugom delu istog namotaja. Dok u teoriji razdvojeni delovi namotaja mogu biti korišteni i za ulaz i izlaz, u praksi se viši napon dovodi na krajeve namotaja, dok se niži dovodi na jedan kraj i izvedeni kontakt. Uglavno se koriste kada nam je potrebam odnos napona koji ne prelaze 3:1, autotransformator je jeftiniji, lakši, manji i efikasniji nego pravi (dvonamotajni) transformator istih karakteristika.
Višefazni transformatori
Za trofazne sisteme možemo koristiti tri jednofazna transformatora ili sve tri faze mogu biti povezane u jedan trofazni transformator. Tri primarna namotaja su povezana zajedno i tri sekundarna namotaja su povezana u jedno. Namotaji mogu biti povezani u trougao, zvezdu ili slomljenu zvezdu.
Najčešće veze su zvezda-trougao, trougao zvezda, trougao-trougao i zvezda-zvezda. Vektorska grupa pokazuje raspored namotaja, satni pomeraj faznu razliku među njima. Ako je namotaj priključen za zemlju (uzemljen), tačka priključenja je obično u središtu sprege zvezda ili slomljena zvezda.
Rezonantni transformatori
Rezonantni transformator je onaj koji radi na rezonantnoj učestanosti jednog ili više svojih namotaja. Rezonantni namotaj je obično sekundar i ponaša se kao induktor i povezan je na red sa kondenzatorom. Ako se primarni namotaj napaja izvorom periodične naizmenične struje, kao što su pravougaoni ili testerasti talasi, svaki impuls struje pomaže u stvaranju oscilacije u sekundarnom namotaju. Zbog rezonancije, vrlo visoki napon se može razviti kroz sekundar, osim ako nije ograničen nekim procesom kao što je električni proboj. Zato se ovi uređaji koriste da stvaraju visoke naizmenične napone.
Primeri:
- Teslin kalem
- Odinov kalem
- D’Arsonvalov aparat
- Kalem za paljenje
- Transformator suprotnog hoda za CRT televizore ili monitorež
Rezonantni transformatori rade na višoj radnoj temperaturi nego standardni transformatori.
Transformatori za menjerenja
Strujni transformatori. Strujni transformator je tip transformatora koji se upotrebljava za merenje struja velikih vrednosti koje bi inače bilo teško meriti nekom direktnom metodom. Odnos primarne i sekundarne struje je obrnuto srazmeran odnosu broja primarnih i sekundarnih namotaja.
Prilikom korišćenja i rada sa strujnim transformatorima mora se obratiti velika pažnja da sekundar strujnog transformatora nikad ne sme biti otvoren dok teče struja kroz primar, jer se u tom slučaju na krajevima sekundara indukuje napon koji je opasan po život.
Naponski transformatori. Naponski transformatori su drugi tip transformatora za merenje. Koriste se kada je potrebno izmeriti visoke napone koje bi bilo teško izmeriti direktno metodom. Napravljeni su tako da predstavljaju neznatno opterećenje naponu koji se meri.
Impulsni transformatori. Impulsni transformatori su oni transformatori koji su prilagođeni za odavanje pravougaonih električnih impulsa tj. pulseve sa kratkim vremenima rasta i opadanja i sa konstantnom amplitudom. Ovi transformatori imaju sišoku primenu i podeljeni su na sledeći način: Signalni tipovi (male snage) i koriste se u digitalnim kolima, srednjih snaga u kolima za upravljanje i transformatori za veće snage u distribuciji električne energije za povezivanje kola sa malim naponima sa visokonaponskim ulazima snažnih poluprovodničkih uređaja kao što su trijak, IGBT tranzistor, tiristor ili MOSFET. Specijalni visokonaponski pulsni transformatori se takođe koriste za generisanje impulsa za radare, akceleratore čestica ili druge primene gde se koriste impulsni izvori.
RF transformatori
Za upotrebu na radio-učestanostima, transformatori su ponekad napravljeni od konfiguracija provodnika, ponekad od bifilarnih ili koaksijalnih kablova, namotanih oko ferita ili drugih tipova jezgra. Ovaj tip transformatora daje izuzetno veliku širinu opsega, ali je ograničen samo brojnim odnosom (kao što su 1:9, 1:4 ili 1:2) koji se mogu postići ovom tehnikom. Stariji tipovi RF transformatora su ponekad koristili treći namotaj (zvani prekidački namotaj) da ubaci povratnu spregu u raniji stepen starinskih regenerativnih radio-prijemnika.
Više o Proračunu namotaja i izradi transformatora možete pronaći OVDE.
