Transformátor
Měnič elektrického tlaku
Transformátor je statický elektrický stroj (nemá pohyblivé části), který umožňuje přeměňovat střídavé napětí a proud z jedné úrovně na jinou, a to bez změny frekvence.
Oficiální účel a princip
Využívá Faradayův zákon elektromagnetické indukce. Skládá se ze společného feromagnetického jádra, na kterém jsou navinuty dvě nezávislé cívky (primární a sekundární).
Střídavý proud v primární cívce vytvoří v jádře měnící se magnetické pole. Toto pole následně v sekundární cívce indukuje nové napětí. Změna napětí je dána poměrem počtu závitů:
U1 / U2 = N1 / N2 (Napětí primáru děleno napětím sekundáru se rovná počtu závitů primáru děleno počtem závitů sekundáru).
Přirovnání pro snadné pochopení
Funguje jako převodovka v autě. Výkon motoru je stále stejný (výkon se v transformátoru nemění, nepočítáme-li ztráty). Převodovka dokáže zaměnit rychlost auta za obrovskou tažnou sílu. Transformátor takto mění obrovské napětí za vysoký proud (nebo naopak).
Typy a využití transformátorů
Druh transformátoru Počet závitů cívky Fyzikální výsledek Využití v praxi
Zvyšovací (Step-up) Sekundár má více závitů Zvyšuje napětí, snižuje proud Elektrárny (zvýšení napětí pro dálkový přenos), mikrovlnky.
Snižovací (Step-down) Sekundár má méně závitů Snižuje napětí, zvyšuje proud Nabíječky, adaptéry, svářečky, trafostanice v obci.
Oddělovací Poměr závitů je 1:1 Napětí zůstává stejné Galvanické oddělení (ochrana před úrazem v koupelnách či laboratořích).
Úskalí a rizika v praxi
Stejnosměrný proud (DC) jej zničí: Transformátor funguje výhradně na střídavý proud (AC). Pokud na primární cívku připojíte baterii (DC), nevznikne měnící se magnetické pole. Sekundár neindukuje nic a primární cívka se kvůli nízkému odporu drátu okamžitě přehřeje a spálí (zkrat).
Nárazový proud: Při zapnutí velkého transformátoru do sítě si jádro potřebuje skokově vytvořit magnetické pole. Vznikne obrovská proudová špička (až 100x vyšší než běžný provoz), která běžně "vyhodí" jističe. Řeší se obvody pro měkký start (Soft-start).
