Elektronik Grundlagen: Was Sie über Transformatoren wissen sollten - Dummies

Ein Transformator kombiniert die beiden Grundprinzipien des Magnetismus und der Induktivität, indem zwei Drahtspulen nahe beieinander platziert werden. Hier sind die Prinzipien, die der Transformator ausnutzt:

• Ein sich ändernder Strom, der durch einen Draht fließt, erzeugt ein sich bewegendes Magnetfeld um den Draht herum.

• Ein sich ändernder Strom wird in einem Draht induziert, der einem sich bewegenden Magnetfeld ausgesetzt ist.

Wenn eine AC-Quelle mit einer der Spulen verbunden ist, erzeugt diese Spule ein Magnetfeld, das sich zusammen mit der sich ändernden Spannung des AC ausdehnt und zusammenfällt. Mit anderen Worten, wenn die Spannung über die Spule ansteigt, erzeugt die Spule ein expandierendes Magnetfeld. Wenn die Spannung ihren Spitzenwert erreicht und sich zu verringern beginnt, beginnt das um die Spule herum erzeugte Magnetfeld zu kollabieren.

Die zweite Spule befindet sich innerhalb des von der ersten Spule erzeugten Magnetfelds. Wenn sich das Magnetfeld ausdehnt, induziert es Strom in der zweiten Spule. Die Spannung an der zweiten Spule nimmt solange zu, wie sich das Magnetfeld ausdehnt. Wenn das Magnetfeld zusammenzufallen beginnt, beginnt die Spannung an der zweiten Spule abzunehmen.

Die erste Spule in einem Transformator, der mit der Wechselspannung verbunden ist, wird als

Primärspule bezeichnet. Die zweite Spule - diejenige, in der eine Wechselspannung induziert wird - wird als Sekundärspule bezeichnet. Alle Transformatoren haben sowohl eine Primär- als auch eine Sekundärspule. Ein Transformator, dessen Primärspule mehr Windungen als seine Sekundärspule hat, wird als

Abwärtstransformator bezeichnet, weil er die Spannung reduziert - das heißt, die Spannung an der Sekundärspule ist kleiner als die Spannung an der Primärspule. Spule. In ähnlicher Weise wird ein Transformator, der mehr Windungen in der Sekundärwicklung als in der Primärwicklung aufweist, als ein -Stuftransformator bezeichnet, weil er die Spannung erhöht. Obwohl die Spannung in einem Aufwärtstransformator ansteigt, wird der Strom proportional reduziert. Wenn zum Beispiel die Primärspule halb so viele Windungen wie die Sekundärspule hat, ist die in der Sekundärspule induzierte Spannung das Doppelte der Spannung, die an die Primärspule angelegt wird, aber der Strom, der durch die Sekundärspule fließt, ist die Hälfte des Stroms fließt durch die Primärspule.

In ähnlicher Weise nimmt der Strom proportional zu, wenn die Spannung in einem Abwärtstransformator abnimmt. Wenn also die Spannung halbiert wird, verdoppelt sich der Strom.

Erinnern Sie sich an die Grundformel zur Berechnung der elektrischen Leistung:

P = V I

Mit anderen Worten: Leistung ist gleich Spannungsstrom. Ein Transformator überträgt Energie von der Primärspule auf die Sekundärspule. Da die Leistung gleich bleiben muss, muss die Spannung abnehmen, wenn die Spannung zunimmt. Wenn die Spannung abnimmt, muss sich der Strom ebenfalls erhöhen.

Transformatoren sind der Hauptgrund, warum wir in großen Stromverteilungssystemen anstelle von Gleichstrom Wechselstrom verwenden. Das ist, weil, wenn Sie große Mengen der Energie über eine lange Entfernung senden, es viel leistungsfähiger ist, die Energie in der Form der Hochspannung und des niedrigen Stromes zu senden.

Transformatoren arbeiten nur mit Wechselstrom. Das liegt daran, dass es die

Änderung des von der Primärspule erzeugten Magnetfelds ist, das die Spannung in der Sekundärspule induziert. Um ein sich änderndes Magnetfeld zu erzeugen, muss sich die an die Primärspule angelegte Spannung ständig ändern. Da Gleichspannung eine konstante, feste Spannung ist, erzeugt sie ein festes Magnetfeld, das keine Spannung in der Sekundärspule induziert.