Transformátor je elektrický netočivý stroj, ktorý umožňuje prenos elektrickej energie z jedného elektrického obvodu do druhého pomocou elektromagnetickej indukcie. Striedavý prúd v prvom (primárnom) obvode vytvára premenlivé magnetické pole, ktoré následne indukuje striedavý prúd v druhom (sekundárnom) obvode.
Transformátor je možné použiť na zmenu veľkosti striedavého elektrického napätia nahor alebo nadol bez zmeny frekvencie. Okrem tejto funkcie zabezpečuje transformátor aj galvanické oddelenie dvoch elektrických obvodov, čo sa využíva pri konštrukcii elektronických obvodov, alebo pre bezpečnosť pred zásahom elektrickým prúdom.
Rozdelenie transformátorov:
Podľa počtu fázy:
- Jednofázový
- Trojfázový
- Špeciálne (dve alebo viac fáz)
Podľa konštrukcie magnetického obvodu:
- Plášťový
- Jadrový
- Toroidní
Podľa použití:
- Energetické: blokový (generátor elektrárni na vedení vvn), distribuční (z vedení vvn/vn ku spotrebiteľovi)
- Napájacie (pre transformáciu napätia nn na malé napätie)
- Rozptylový (s magnetickým bočníkom, pre zváranie, napájanie výbojok)
- Regulační (autotransformátory, reforezonančné stabilizátory,...)
- Merací (napäťové, prúdové, kombinované)
Podľa počtu vinutí:
- Dvojvinuťový (primár, sekundár)
- Trojvinuťový (primár, sekundár, terciál)
- Viacvynuťový
Z hľadiska frekvencie transformátory rozdeľujeme na:
- sieťové; používajú sa ako súčasť napájacích zdrojov 220V, 50Hz
- nízkofrekvenčné; slúžia na induktívnu väzbu medzi zosilňovacími stupňami
- vysokofrekvenčné; používajú sa v ladiacich obvodoch
Transformátor sa skladá z:
- 1. magnetického obvodu (železné jadro) - je zložené z transformátorových plechov, ktoré sú od seba odizolované, čím sa dosiahne zníženie strát vírivými prúdmi v železe.
- 2. vstupná - primárna cievka
- výstupná - sekundárna cievka
- Výstupných vinutím môže byť viac - podľa potreby.
- Princíp transformátora je založený na vzájomnej indukčnosti medzi cievkami. A síce
- - primárnou cievkou s N1 závitmi
- - sekundárnou cievkou s N2 závitmi
Transformovať možno len prúdy a napätia s harmonickým alebo neharmonickým priebehom, lebo len tieto spôsobujú časovú zmenu magnetického toku.
Princíp činnosti transformátora
Ak prechádza vinutím primárnej cievky s N1 závitmi striedavý prúd, vybudí sa magnetický tok F Veľká časť magnetického toku zasahuje do sekundárnej cievky s N2 závitmi.
Podľa Faradayovho indukčného zákona sa v sekundárnej cievke indukuje napätie:
u2 = N2 . DF12 / Dt
Prenos napätia s primárnej do sekundárnej cievky je tým lepší, čím je medzi cievkami tesnejšia väzba.
Z tohto dôvodu sa cievky umiestňujú čo najbližšie k sebe.
Pre sieťové transformátory sa realizuje vinutie na spoločné jadro.