Transformátory. Jaký je jejich princip a fungování?

Transformátory. Jaký je jejich princip a fungování?
Fotografie: Mtodorov_69 – xformer.povsrc (v1.63), CC BY-SA 3.0

Transformátor se používá ke zvýšení nebo snížení napětí elektrického zdroje. Je to nezbytná součástka na cestě elektřiny od elektrárny až do vaší domácnosti. Je to esenciální část například i takové nabíječky na telefon, protože přizpůsobuje napětí 220 V z hlavní zástrčky na napětí 5 V, které potřebuje váš mobilní telefon.

Konstrukce transformátoru

Konstrukce je velmi jednoduchá. Na jedné straně se nachází primární cívka. Drát do zařízení přichází, několikrát cívku ovine a následně opět ze zařízení vystupuje. Na druhé straně se nachází sekundární cívka, která je tvořena stejným principem jako primární, ale její závity jsou mnohem hustší. Ve směru primární cívky bývá zapojen zdroj elektrického proudu a ve směru sekundární cívky zase zařízení, které elektřinu potřebuje, např. telefon, lampa nebo i celá budova. Jednotlivé cívky u sebe drží železné jádro, kterým neprochází absolutně žádný elektrický proud.

Jak funguje transformátor?

Na pochopení fungování transformátoru je třeba nejprve nahlédnout do fyziky elektromagnetismu. Pokud necháme proud protékat jakýmkoli drátem, vzniká kolem drátu velmi slabé magnetické pole. Pokud tento drát stočíme do cívky, magnetické pole bude mnohem silnější, koncentrovanější a vznikne nám magnet s oběma póly. Síla tohoto elektromagnetu může být ještě větší pokud je cívka vyplněna nějakým kovem. Na takové bázi funguje primární cívka transformátoru. Proud přitéká na drát, který vytváří ze železného jádra elektromagnet. Transformátory využívají střídavý proud namísto stejnosměrného. Namísto stejnosměrného toku proudu přes cívky, proud neustále přeskakuje mezi směry. Díky tomu nevzniká stacionární severní a jižní pól elektromagnetu, ale póly si svou polohu vyměňují 50krát za sekundu. To je totiž běžná frekvence využívaného proudu v zástrčkách. Sekundární cívka funguje jako generátor. Když vložíme spirálu drátu do magnetického pole, indukuje v ní elektrický proud. Sekundární cívka je tedy vložena do magnetického pole, které je tvořené primární cívkou a "vidí" neustále měnící se pole. Díky tomu je v sekundární cívce indukované magnetické napětí.

Závity jsou důležité

Množství závitů primární a sekundární cívky je důležité, protože určitě schopnosti transformátoru. Pokud je na primární cívce více závitů než na sekundární, transformátor bude "pouštět" do zařízení menší napětí než je napětí zdroje. Pokud je na primární cívce méně závitů než na sekundární, transformátor bude do zařízení posílat větší napětí než má zdroj. Čím je poměr mezi množstvím závitů větší, tím je větší i skok v napětí.

Dělení podle počtu fází

  • jednofázové
  • třífázové
  • speciální (dvě/více fází, měniče počtu fází)

Dělení podle konstrukce magnetického obvodu

  • plášťové
  • jádrové
  • toroidní

Dělení podle použití

  • energetické (blokový generátor elektrárny)
  • distribuční (vedení ke spotřebiteli)
  • napájecí (transformace nízkého na malé napětí)
  • rozptylové (při svařování či napájení výbojek)
  • měřicí (napěťové, proudové či kombinované)
Diskuze ke článku
V diskuzi zatím nejsou žádné příspěvky. Přidejte svůj názor jako první.
Přidat názor

Nechcete být anonymní? Přihlašte se

Nejživější diskuze