Transformatoro

Transformatoro

Transformatoro (aŭ transformilo) estas aparato, kiu transformas alternan kurenton kaj tension sen perdo de povumo (en idealaj kondiĉoj) per elektromagneta indukto. Ĝi havas kelkajn dratajn buklarojn (volvaĵojn, bobenojn). La volvaĵoj kovras kernon ĝenerale el magneta materialo.

En la praktiko, transformatoroj utilas por efikece transporti elektran energion de elektrejoj al domoj, produktejoj kaj aliaj konsumejoj. La kvanto da energio perdata laŭ la vojo ju pli malgrandiĝas, des pli grandas la elektra tensio (pro la leĝo de Joule). Per transformatoroj eblas altigi la dissendatan tension ĉe elektrejoj, kaj malaltigi ĝin ĉe konsumejoj, tiel minimumigante la malŝparon de energio ĉe la kabloj. Pro tio oni kutimas dissendi elektran energion per alterna kaj ne per kontinua kurento.

Bazaj principoj

La transformatoro baziĝas je du principoj: unue, elektra kurento povas krei magnetan kampon kaj, due, varianta magneta kampo trapasanta elektran bobenon induktas tension inter la ekstremoj de tiu bobeno. Do, kiam oni varias la kurenton de la unua bobeno, tiam oni varias ankaŭ la intensecon de ties magneta kampo; ĉar la dua bobeno estas volvinta la saman magnetan cirkviton, tiel tensio estas induktata en ĝi.

Se la dua bobeno estus konektita al iu konsumanto, kiu ebligus kurentofluon, elektra povumo estus transmisiata de la unua cirkvito al la dua cirkvito.

Ideala transformatoro

Ideale, la transformatoro estas perfekte efika (sen perdo de energio): kiom da energio eniras, tiom eliras ($P_{\mathrm {en} }=P_{\mathrm {el} }$) . En tiaj kondiĉoj, se $N_{U}$ kaj $N_{D}$ estas respektive la volvonombroj de la primara (unua) kaj sekundara (dua) bobenoj, la jena ekvacio validas:

$P_{\mathrm {en} }=I_{U}\cdot V_{U}=P_{\mathrm {el} }=I_{D}\cdot V_{D}\;,$

kio kondukas al la ekvacio de la ideala transformatoro

${\frac {V_{D}}{V_{U}}}={\frac {N_{D}}{N_{U}}}={\frac {I_{U}}{I_{D}}}\;.$

Do, se la tensio pliiĝas ( V_D > V_U ), tiel la kurento malpliiĝas ( I_D < I_U ) per la sama faktoro. Praktike, la plejmulto el la realaj transformatoroj estas tre efikaj, tial tiu formulo estas sufiĉe preciza ĝenerale.

Per disvolviĝo de tiu ekvacio, oni konstatas, ke la efiko de impedanco tra la transformilo varias laŭ la dua potenco de la volvo-faktoro. Ekzemple, se impedanco Z_D konektiĝas al la bornoj de la dua bobeno, ĝi ŝajniĝas al la unua flanko kiel

$Z_{D}'=Z_{D}\!\left(\!{\tfrac {N_{U}}{N_{D}}}\!\right)^{2}\!\!\;.$

Kaj tiu interrilato estas reciproka, tio estas, se oni dezirus scii kiel ŝajnas impedanco Z_U de la unua flanko, rigardata de la dua flanko, tiel oni aplikus:

$Z_{U}'=Z_{U}\!\left(\!{\tfrac {N_{D}}{N_{U}}}\!\right)^{2}\!\!\;.$

Vidu ankaŭ

• Tesla transformatoro

Eksteraj ligiloj

• Transformatoroj: Teorio, funkciado, konstruado kaj kalkulado de parametroj (el Retarkivo 2006) kompilita far Kristály Tibor, en formo PDF.
• Pri transformatoroj, de Elerno