Transformeren er en af de mest basale elektriske enheder, der findes, og den har applikationer i hele den elektriske og elektroniske industri. En transformer "transformerer" spændingen i et kredsløb ved enten at træde den op eller trappe den ned. Næsten ethvert elektronisk udstyr, du bruger hver dag, har brug for en transformer til at nedjustere stikkontakten til en mere nyttig til sarte kredsløb.
En torus er en form, der dannes, når en solid krop kurver tilbage på sig selv og danner en lukket sløjfe med et hul i midten. For at definere toroidal, tænk doughnut: En toroidal transformer er en donutformet transformer. Dette er ikke den eneste form, som en transformer kan have, men det er den, der foretrækkes i de fleste elektronikindustrier og af producenter af lydudstyr. En toroidetransformator kan være meget lille uden at miste effektivitet, og den skaber mindre magnetisk interferens end den anden almindelige type transformer, E-I eller laminattransformatoren.
Transformere stole på elektromagnetisk induktion
Fysiker Michael Faraday opdagede induktion i 1831, da han bemærkede, at bevægelse af en magnet gennem en ledende tråd, der var viklet rundt om en solenoid, inducerede en elektrisk strøm i lederen. Han fandt ud af, at strømens styrke var proportional med magnetens bevægelseshastighed og antallet af spoler.
En transformer gør brug af denne proportionalitet. Sæt en spole - den primære spole - omkring en ferromagnetisk kerne, og vikl en anden ledning - den sekundære spole - omkring den samme eller en anden kerne. Når strømmen gennem primærspolen konstant ændrer retning, som den er med vekselstrøm, det inducerer et magnetfelt i kernen, og det inducerer igen en elektrisk strøm i det andet spole.
Så længe strømens topværdi forbliver den samme, ændres topværdien af det inducerede magnetfelt heller ikke. Det betyder, at den inducerede strøm i sekundærspolen øges med antallet af omdrejninger. Således giver en transformer en måde at forstærke et elektrisk signal på, hvilket er afgørende i lydindustrien. Du kan også bruge en transformer til at nedbringe spændingen ved at gøre antallet af omdrejninger i sekundærspolen mindre end antallet i primærspolen. Det er princippet bag transformatorerne, som du slutter til væggen for at drive dit elektroniske udstyr.
En toroidal transformer producerer mindre støj
En E-I eller laminat-transformer består af et par spoler viklet omkring individuelle kerner, placeret tæt på hinanden og forseglet inde i et kabinet. En toroidetransformator har på den anden side en enkelt ferromagnetisk toroidkerne, omkring hvilken både den primære og den sekundære spole er viklet. Det betyder ikke noget, om ledningerne berører, og de er ofte lagdelt oven på hinanden.
Vekselstrøm, der passerer gennem den primære spole, aktiverer kernen, som igen aktiverer den sekundære spole. Toroidefelter er mere kompakte end felterne i en laminattransformator, så der er mindre magnetisk energi til at interferere med følsomme kredsløbskomponenter. Når de bruges i lydudstyr, producerer toroidetransformatorer mindre brummen og forvrængning end laminat og foretrækkes af producenterne.
Andre fordele ved den toroidetransformator
Fordi en toroidal induktor er mere effektiv, kan producenter gøre toroidetransformatorer mindre og lettere end E-I. Dette er vigtigt for producenter af elektronik og lydudstyr, da transformeren normalt er den største komponent i de fleste kredsløb. Dens højere effektivitet skaber en anden fordel for den toroidetransformator. Den fungerer ved køligere temperaturer end en E-I transformer, hvilket reducerer behovet for ventilatorer og andre kølestrategier i følsomt udstyr.