Transformátor je jedním z nejzákladnějších elektrických zařízení, které existuje, a má aplikace v celém elektrotechnickém a elektronickém průmyslu. Transformátor „transformuje“ napětí v obvodu buď jeho zesílením, nebo zeslabením. Prakticky každé elektronické zařízení, které používáte každý den, potřebuje transformátor, který sníží výstupní napětí na jedno užitečné pro jemné obvody.
Torus je tvar vytvořený, když se pevné tělo zakřiví zpět na sebe a vytvoří uzavřenou smyčku s otvorem uprostřed. Chcete-li definovat toroidní, přemýšlejte kobliha: Toroidní transformátor je transformátor ve tvaru koblihy. Toto není jediný tvar, který může transformátor mít, ale je preferován ve většině elektronického průmyslu a výrobci zvukových zařízení. Toroidní transformátor může být velmi malý bez ztráty účinnosti a vytváří menší magnetické rušení než jiný běžný typ transformátoru, transformátor E-I nebo laminát.
Transformátory se spoléhají na elektromagnetickou indukci
Fyzik Michael Faraday objevil indukci v roce 1831, když poznamenal, že pohyb magnetu vodivým drátem stočeným kolem solenoidu indukuje elektrický proud ve vodiči. Zjistil, že síla proudu byla úměrná rychlosti pohybu magnetu a počtu závitů cívky.
Transformátor využívá tuto proporcionalitu. Omotejte jednu cívku - primární cívku - kolem feromagnetického jádra a omotejte druhý vodič - sekundární cívku - kolem stejného nebo jiného jádra. Když proud přes primární cívku neustále mění směr, stejně jako u proudu střídavého proudu, indukuje magnetické pole v jádru a to zase indukuje elektrický proud ve druhém cívka.
Pokud špičková hodnota proudu zůstává stejná, nemění se ani špičková hodnota indukovaného magnetického pole. To znamená, že indukovaný proud v sekundární cívce se zvyšuje s počtem závitů. Transformátor tedy poskytuje způsob zesílení elektrického signálu, který je v audio průmyslu zásadní. Můžete také použít transformátor ke snížení napětí tím, že snížíte počet závitů v sekundární cívce na počet v primární cívce. To je princip transformátorů, které zapojujete do zdi a napájíte tak své elektronické zařízení.
Toroidní transformátor produkuje méně šumu
Transformátor E-I nebo laminát se skládá z dvojice cívek omotaných kolem jednotlivých jader, umístěných blízko sebe a utěsněných uvnitř krytu. Toroidní transformátor má naproti tomu jediné feromagnetické toroidní jádro, kolem kterého je navinuta primární i sekundární cívka. Nezáleží na tom, zda se dráty dotýkají, a jsou často navrstveny na sebe.
Střídavý proud procházející primární cívkou napájí jádro, které zase napájí sekundární cívku. Toroidní pole jsou kompaktnější než pole v laminátovém transformátoru, takže je zde méně magnetické energie, která by interferovala s citlivými součástmi obvodu. Pokud se používají v audio zařízení, toroidní transformátory produkují menší hučení a zkreslení než laminátové transformátory a jsou preferovány výrobci.
Další výhody toroidního transformátoru
Vzhledem k tomu, že toroidní induktor je účinnější, mohou výrobci vyrábět toroidní transformátory menší a lehčí než transformátory E-I. To je důležité pro výrobce elektroniky a audio zařízení, protože transformátor je obvykle největší součástí ve většině obvodů. Jeho vyšší účinnost vytváří další výhodu pro toroidní transformátor. Pracuje při nižších teplotách než transformátor E-I, čímž snižuje potřebu ventilátorů a dalších strategií chlazení v citlivých zařízeních.