3.1
Transformátor
Transformátor slouží k přenosu elektrické energie mezi dvěma obvody za využití elektromagnetické indukce – jedná se o tzv. „měnič střídavého napětí“. Skládá se z primárního a sekundárního vinutí (cívky) nejčastěji navinutých na společném feromagnetickém jádře. Při zapojení primárního vinutí na vstupní napětí se střídavý proud v jádře mění na magnetický tok. Střídavý magnetický tok působí na sekundární vinutí, kde dochází podle Faradayova zákona k indukování střídavého napětí. Velikost napětí záleží na počtu závitů, přičemž platí následující vztah – tzv. transformační poměr nebo převod transformátoru (19):
kde
je napětí na primárním vinutí,
je počet závitů primárního vinutí,
je napětí na sekundárním vinutí a
je počet závitů na sekundárním vinutí (viz schéma na obr. 21).
Obr. 21. Schéma transformátoru
Průchodem elektrického proudu vinutím mohou vznikat ztráty přeměnou elektrické energie na teplo. Feromagnetický materiál klade změnám magnetického toku odpor popsaný hysterezní křivkou (ta popisuje závislost magnetické indukce na intenzitě magnetického pole) – tzv. hysterezní ztráty.
Uplatňují se také ztráty vířivými proudy vznikajícími podle Faradayova zákona. Jedná se o indukované napětí na feromagnetickém jádru (často uzavřeného tvaru), díky kterému zde protékají zkratové/vířivé proudy. Ty jsou kolmé na směr působení magnetického toku a způsobují parazitní tepelné ztráty a tím snižují přenos transformátoru. Proto se při konstrukci jádra využívají speciální transformátorové plechy, které jsou vzájemně izolované.
Příklad
Pro spotřebič je zapotřebí transformovat 230 V na 12 V. Máme k dispozici primární cívku se 420 závity. Kolik závitů musí mít sekundární cívka?
Zobrazit řešení
Skrýt řešení
Řešení
Tlumivka je prstencovou nebo válcovou cívkou s jádrem. Jejím smyslem je vyrovnávat průběh elektrického proudu při skokových změnách vstupního napětí. Tlumivkou snadněji procházejí nižší kmitočty napětí, jedná se tedy o dolní propust.