دانش ترانسفورماتور

ترانسفورماتور دستگاهی است که از اصل القای الکترومغناطیسی برای تبدیل ولتاژ AC استفاده می کند.اجزای اصلی آن شامل سیم پیچ اولیه، سیم پیچ ثانویه و هسته آهنی است.

در حرفه الکترونیک، اغلب می توانید سایه ترانسفورماتور را ببینید، رایج ترین آن در منبع تغذیه به عنوان ولتاژ تبدیل، جداسازی استفاده می شود.

به طور خلاصه، نسبت ولتاژ سیم پیچ های اولیه و ثانویه برابر با نسبت دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه است.بنابراین، اگر می خواهید ولتاژهای مختلف را خروجی کنید، می توانید نسبت چرخش سیم پیچ ها را تغییر دهید.

با توجه به فرکانس های کاری مختلف ترانسفورماتورها، به طور کلی می توان آنها را به ترانسفورماتورهای فرکانس پایین و ترانسفورماتورهای فرکانس بالا تقسیم کرد.به عنوان مثال، در زندگی روزمره، فرکانس جریان متناوب فرکانس برق 50 هرتز است.ما به ترانسفورماتورهایی که در این فرکانس کار می کنند ترانسفورماتورهای فرکانس پایین می گوییم.فرکانس کاری ترانسفورماتور فرکانس بالا می تواند به ده ها کیلوهرتز تا صدها کیلوهرتز برسد.

حجم ترانسفورماتور فرکانس بالا بسیار کمتر از ترانسفورماتور فرکانس پایین با توان خروجی یکسان است.

ترانسفورماتور جزء نسبتاً بزرگی در مدار قدرت است.اگر می خواهید صدا را کوچکتر کنید و در عین حال از توان خروجی اطمینان حاصل کنید، باید از یک ترانسفورماتور فرکانس بالا استفاده کنید.بنابراین از ترانسفورماتورهای فرکانس بالا در منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می شود.

اصل کار ترانسفورماتور فرکانس بالا و ترانسفورماتور فرکانس پایین یکسان است که هر دو بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی هستند.با این حال، از نظر مواد، "هسته" آنها از مواد مختلفی استفاده می کند.

هسته آهنی ترانسفورماتورهای فرکانس پایین معمولاً با بسیاری از ورق های فولادی سیلیکونی انباشته شده است، در حالی که هسته آهنی ترانسفورماتور فرکانس بالا از مواد مغناطیسی با فرکانس بالا (مانند فریت) تشکیل شده است.(بنابراین هسته آهنی ترانسفورماتور فرکانس بالا را عموماً هسته مغناطیسی می نامند)

در مدار منبع تغذیه ولتاژ تثبیت شده DC، ترانسفورماتور فرکانس پایین سیگنال موج سینوسی را ارسال می کند.

در مدار منبع تغذیه سوئیچینگ، ترانسفورماتور فرکانس بالا سیگنال موج مربعی پالس فرکانس بالا را ارسال می کند.

در توان نامی، نسبت بین توان خروجی و توان ورودی ترانسفورماتور را بازده ترانسفورماتور می گویند.هنگامی که توان خروجی ترانسفورماتور برابر با توان ورودی باشد، راندمان 100٪ است.در واقع چنین ترانسفورماتوری وجود ندارد، چون تلفات مس و آهن وجود دارد، ترانسفورماتور تلفات خاصی خواهد داشت.

تلفات مس چیست؟

از آنجایی که سیم پیچ ترانسفورماتور مقاومت خاصی دارد، وقتی جریان از سیم پیچ عبور می کند، بخشی از انرژی تبدیل به گرما می شود.از آنجایی که سیم پیچ ترانسفورماتور با سیم مسی پیچیده می شود، به این اتلاف افت مس نیز می گویند.

از دست دادن آهن چیست؟

اتلاف آهن ترانسفورماتور عمدتاً شامل دو جنبه است: تلفات هیسترزیس و تلفات جریان گردابی.افت هیسترزیس به این اطلاق می شود که وقتی جریان متناوب از سیم پیچ عبور می کند، خطوط مغناطیسی نیرو برای عبور از هسته آهنی ایجاد می شود و مولکول های داخل هسته آهن به یکدیگر ساییده می شوند تا گرما تولید کنند و در نتیجه بخشی از انرژی الکتریکی مصرف شود.از آنجایی که خط مغناطیسی نیرو از هسته آهنی عبور می کند، هسته آهنی نیز جریان القایی تولید می کند.از آنجایی که جریان در حال چرخش است، به آن جریان گردابی نیز می گویند و از دست دادن جریان گردابی نیز مقداری انرژی الکتریکی مصرف می کند.