Transformatörün temeli fenomeni belirlerelektromanyetik indüksiyon. Transformatörün çekirdeği, bir veya başka şekilde kapalı bir çerçeveye monte edilmiş ayrı çelik plakalardan oluşur. Çekirdekte s ve w₂ sarımları olan iki sarım ve S₂ vardır. Sargılar çok az direnç ve yüksek endüktansa sahiptir.
S sargısının her iki ucuna da uygularız.birincil, alternatif voltaj U₁ diyelim. Sargının içinden geçeceğim alternatif akım, çekirdeğin çeliğini mıknatıslayarak içinde manyetik bir alternatif akım yaratacak. Akımın mıknatıslama etkisi, amper dönüş sayısı (Iw₁) ile orantılıdır.
Akım arttıkça manyetik artar.Akış ve çekirdekte, bobin dönüşlerinde kendiliğinden indüksiyonun elektromotor kuvvetini harekete geçirecek olan çekirdek. Uygulanan voltajın değerine ulaşır ulaşmaz, ana devredeki akım artışı duracaktır. Bu nedenle, uygulanan gerilim U₁ ve kendiliğinden endüksiyonlu rom elektromotor kuvveti, trafonun ana sarım devresinde etkili olacaktır. Bu durumda, U₁ voltajı, sargıdaki çok küçük olan voltaj düşüşü miktarı ile ₁'den büyüktür. Bu nedenle, yaklaşık olarak yazabiliriz:
U = E₁.
Ortaya çıkan manyetik alternatif akıtransformatör çekirdeği, ikincil sargısının dönüşlerinden geçer, bu sargının her dönüşünde, birincil sargının her dönüşünde olduğu gibi aynı elektromotor kuvvetini harekete geçirir.
Birincil sargının dönüş sayısının w₁'ya eşit olduğu ve ikincil olanın w₂ olduğu gerçeğinden hareketle, içlerinde indüklenen kuvvetler sırasıyla eşit olacaktır:
E₁ = w₁e,
E₂ = w₂e,
e, bir dönüşte ortaya çıkan elektromotor kuvvettir.
Açık sargının uçlarındaki U₂ voltajı, içindeki elektromotor kuvvetine eşittir, yani:
U₂ = E₂.
Bu nedenle, miktarınTransformatörün birincil sargısının her iki ucundaki voltaj, birincil sargının dönüş sayısı ikincil sargının dönüş sayısını ifade ettiğinden, ikinci sargının uçlarındaki voltajın büyüklüğünü ifade eder:
(U₁ / U₂) = (w₁ / w₂) = k.
Sabit k, akım trafosunun dönüşüm oranıdır.
Voltajı artırmanız gerektiğinde,artan sayıda dönüşe sahip ikincil bir sargı düzenlemek (sözde yükseltici transformatör); voltajın düşürülmesi gerektiğinde, transformatörün sekonder sargısı daha az sayıda dönüşle alınır (düşürücü transformatör). Bir transformatör, hangi sargının birincil olarak kullanıldığına bağlı olarak hem yükseltici hem de düşürücü trafo olarak işlev görebilir.
İkincil sargı hala açık (içindeki akımHayır). Transformatör rölantide. Aynı zamanda, bobinin büyük endüktansı nedeniyle çelik çekirdeği mıknatıslayan akım çok küçük olduğundan çok az enerji tüketir. Primerden sekonder devreye enerji transferi yoktur. Bu deneyim, dönüşüm oranını, yüksüz direnci ve trafo akımını bulmayı mümkün kılar.
Reostat üzerinden kapatarak transformatörü yükleyinikincil sargı devresi. Şimdi bir indüksiyon akımı içinden akacak, onu I₂ harfi ile gösteriyoruz. Bu akım, Lenz yasasına göre, çekirdekteki manyetik akıda bir azalmaya neden olacaktır. Ancak çekirdekteki manyetik akının zayıflaması, birincil sargıda kendi kendine endüksiyonun elektromotor kuvvetinde bir azalmaya ve bu kuvvet E₁ ile jeneratör tarafından birincil sargıya verilen voltaj U₁ arasında bir dengesizliğe yol açacaktır. Bunun bir sonucu olarak, birincil sargıdaki akım bir I₁ değeri kadar artacak ve I + I₁'ya eşit olacaktır. Akımdaki artış nedeniyle, trafo çekirdeğindeki manyetik akı önceki değerine yükselecek ve U₁ ile E₁ arasındaki bozulmuş denge tekrar geri yüklenecektir. Bu nedenle, ikincil akımın I₂ görünümü, transformatörün birincil sargısının yük akımını belirleyecek olan birincil sargıda I₁ tarafından akımda bir artışa neden olur.
Transformatör yüklendiğinde,birincilden ikincil devreye sürekli enerji transferi. Enerjinin korunumu ve dönüşümü yasasına göre, birincil devredeki akımın gücü, ikincil devredeki akımın gücüne eşittir; bu nedenle eşitlik yürürlükte olmalıdır:
I₁ U₁ = I₂U₂.
Gerçekte, bu eşitlik gözlemlenmez, çünkü transformatörün çalışması sırasında küçük de olsa kayıplar vardır. Dönüşüm oranı yaklaşık% 94-99'dur.
