Un trasformatore è una macchina elettrica il cui dispositivo è progettato per convertire un valore di corrente alternata in un altro. I trasformatori funzionano a corrente alternata. Queste macchine hanno ricevuto la distribuzione più ampia, poiché l'elettricità deve essere trasmessa su lunghe distanze a tensioni molto superiori al livello necessario per alimentare l'industria o per l'uso domestico. Pertanto, l'uso di un trasformatore consente di ridurre le perdite di elettricità durante la sua trasmissione e aumentare la qualità del processo. Una delle caratteristiche più importanti di questa macchina è l'efficienza del trasformatore, cioè l'efficienza. Un' altra caratteristica importante è il rapporto di trasformazione, che è determinato dal rapporto tra la tensione di ingresso e la tensione di uscita.
Un trasformatore è solitamente un dispositivo statico. Un trasformatore convenzionale (e ne esistono di diversi tipi) è costituito da un nucleo, che è assemblato da piastre ferromagnetiche, nonché da avvolgimenti secondari e primari, che si trovano di fronte al nucleo. Come già accennato, ci sono le principali tipologie di trasformatori: step-up (la tensione di uscita è maggiore di quella di ingresso) estep-down (la tensione in uscita è inferiore a quella in ingresso). Una delle condizioni importanti per il funzionamento del dispositivo è una frequenza di tensione.
Per determinare l'efficienza di un trasformatore, introduciamo la seguente notazione:
- P1 - energia elettrica consumata dal trasformatore,
- P2 - potenza di uscita,
- PL è la perdita di potenza.
In questo caso, la legge di conservazione dell'energia assumerà la forma: P1=P2+ PL. Usando queste notazioni, è facile derivare la formula per l'efficienza di un trasformatore. La formula dell'efficienza sarà simile a questa: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Come puoi vedere, può essere presentato in diverse versioni. Dall'ultima formula si evince che l'efficienza del trasformatore non può essere superiore a 1 (cioè è impossibile ottenere un'efficienza superiore al cento per cento). Questo è comprensibile.
Calcolare correttamente l'efficienza di un trasformatore è una questione più complessa di quanto potrebbe sembrare a prima vista. Durante la progettazione e lo sviluppo di circuiti e la progettazione generale di un trasformatore o di una serie di trasformatori di un certo tipo, i progettisti incontrano spesso determinati problemi. Ad esempio, per ridurre il costo di un trasformatore, è necessario ridurre al minimo il consumo di materiali. Tuttavia, d' altra parte, per rendere il dispositivo più affidabile nel funzionamento, il consumo di questi materiali dovrà essere aumentato.
È per questi motivi contrastanti che l'efficienza di un trasformatore viene solitamente resa standard, normalizzando così le perdite. Quando si determina il valore del coefficienteL'efficienza del trasformatore deve tenere conto del costo dei materiali, del costo dell'elettricità e delle linee di trasmissione, ovvero tenere conto di molti fattori economici. L'efficienza di un trasformatore può variare con il carico e anche questo fattore deve essere preso in considerazione durante la progettazione di questa unità.
