Transformator je jedan od najosnovnijih električnih uređaja koji postoji, a ima primjenu u električnoj i elektroničkoj industriji. Transformator "transformira" napon u krugu pojačavajući ga ili odlazeći. Praktično svakom elektroničkom uređaju koji svakodnevno koristite potreban je transformator za silazak izlaznog napona na još jedan koristan za osjetljive sklopove.
Torus je oblik koji nastaje kad se čvrsto tijelo zakrivi natrag na sebe i tvori zatvorenu petlju s rupom u sredini. Da biste definirali toroidne, razmislite o krafni: toroidni transformator je transformator u obliku krafne. Ovo nije jedini oblik koji transformator može poprimiti, ali je onaj koji preferira većina elektroničkih industrija i proizvođači zvučne opreme. Toroidni transformator može biti vrlo malen bez gubitka učinkovitosti i stvara manje magnetskih smetnji od druge uobičajene vrste transformatora, E-I ili laminatnog transformatora.
Transformatori se oslanjaju na elektromagnetsku indukciju
Fizičar Michael Faraday otkrio je indukciju 1831. godine kada je primijetio da je pomicanje magneta kroz provodnu žicu namotanu oko solenoida induciralo električnu struju u vodiču. Otkrio je da je jakost struje proporcionalna brzini kretanja magneta i broju zavoja zavojnice.
Transformator koristi tu proporcionalnost. Omotajte jednu zavojnicu - primarnu zavojnicu - oko fero-magnetske jezgre, a drugu žicu - sekundarnu zavojnicu - omotajte oko iste ili druge jezgre. Kada se struja kroz primarnu zavojnicu stalno mijenja smjer, kao i kod izmjenične struje, inducira magnetsko polje u jezgri, a ono pak inducira električnu struju u drugom zavojnica.
Sve dok vršna vrijednost struje ostaje ista, vršna vrijednost induciranog magnetskog polja također se ne mijenja. To znači da se inducirana struja u sekundarnoj zavojnici povećava s brojem zavoja. Dakle, transformator pruža način za pojačavanje električnog signala, što je vitalno u audio industriji. Također možete koristiti transformator za snižavanje napona tako da broj zavoja u sekundarnoj zavojnici bude manji od broja u primarnoj zavojnici. To je princip koji stoji iza transformatora koje utaknete u zid za napajanje svoje elektroničke opreme.
Toroidni transformator proizvodi manje buke
E-I, ili laminatni transformator sastoji se od para zavojnica omotanih oko pojedinačnih jezgri, smještenih blizu jedan drugog i zatvorenih unutar kućišta. Toroidni transformator, s druge strane, ima jednu fero-magnetsku toroidnu jezgru oko koje su namotane i primarna i sekundarna zavojnica. Nije važno dodiruju li se žice i često su naslojene jedna na drugu.
Izmjenična struja koja prolazi kroz primarnu zavojnicu napaja jezgru, a ona sekundarnu zavojnicu. Toroidna polja su kompaktnija od polja u laminatnom transformatoru, pa ima manje magnetske energije koja ometa osjetljive komponente kruga. Kada se koriste u audio opremi, toroidalni transformatori proizvode manje zujanja i izobličenja od laminatnih i proizvođači ih preferiraju.
Ostale prednosti toroidnog transformatora
Budući da je toroidni induktor učinkovitiji, proizvođači mogu napraviti toroidne transformatore manjim i lakšim od E-I. To je važno za proizvođače elektronike i audio opreme, jer je transformator obično najveća komponenta u većini sklopova. Njegova veća učinkovitost stvara još jednu prednost za toroidalni transformator. Radi na hladnijim temperaturama od E-I transformatora, smanjujući potrebu za ventilatorima i ostalim strategijama hlađenja u osjetljivoj opremi.