A transzformátor az egyik legalapvetőbb elektromos eszköz, és az elektromos és elektronikai iparban alkalmazható. A transzformátor "átalakítja" az áramkör feszültségét, azzal, hogy azt fokozza vagy lecsökkenti. Gyakorlatilag minden elektronikus eszköznek, amelyet naponta használ, szüksége van egy transzformátorra, hogy a kényes áramkörökhöz még egy hasznosabbra csökkentse a kimeneti feszültséget.
A tórusz olyan alakzat, amely akkor keletkezik, amikor egy szilárd test visszakanyarodik önmagához, és zárt hurkot képez, amelynek közepén lyuk van. A toroidális meghatározásához gondoljon a fánkra: A toroid transzformátor egy fánk alakú transzformátor. A transzformátor nem ez az egyetlen alakja, amelyet a legtöbb elektronikai ipar és a hangtechnikai eszközök gyártói részesítenek előnyben. A toroid transzformátor nagyon kicsi lehet anélkül, hogy elveszítené a hatékonyságot, és kevesebb mágneses interferenciát okoz, mint a másik általános transzformátor típus, az E-I vagy a laminált transzformátor.
A transzformátorok támaszkodnak az elektromágneses indukcióra
Michael Faraday fizikus 1831-ben fedezte fel az indukciót, amikor megjegyezte, hogy a mágnes mozgatása egy mágnesszelep köré tekeredő vezetéken keresztül elektromos áramot indukál a vezetőben. Megállapította, hogy az áram erőssége arányos a mágnes mozgási sebességével és a tekercs fordulatszámával.
A transzformátor ezt az arányosságot használja. Tekerjen egy tekercset - az elsődleges tekercset - egy ferromágneses mag köré, és tekerjen egy második vezetéket - a másodlagos tekercset - ugyanarra vagy egy másik mag köré. Amikor az elsődleges tekercsen átáramló áram folyamatosan változik, mint az AC áramnál, mágneses teret indukál a magban, ez pedig elektromos áramot indukál a másodikban tekercs.
Amíg az áram csúcsértéke változatlan marad, az indukált mágneses tér csúcsértéke sem változik. Ez azt jelenti, hogy a másodlagos tekercsben az indukált áram a fordulatok számával növekszik. Így a transzformátor lehetőséget nyújt az elektromos jel erősítésére, ami létfontosságú az audioiparban. Transzformátor segítségével csökkentheti a feszültséget is, ha a szekunder tekercsben a fordulatszám kevesebb, mint az elsődleges tekercsben található. Ez az elv a transzformátorok mögött, amelyet az elektromos berendezések áramellátása érdekében a falhoz kell csatlakoztatni.
A toroid transzformátor kevesebb zajt produkál
Az E-I vagy egy laminált transzformátor egy tekercspárból áll, amelyek az egyes magok köré vannak tekerve, egymáshoz közel helyezkednek el és egy burkolatba vannak lezárva. A toroid transzformátornak viszont egyetlen ferromágneses toroid magja van, amely körül mind az elsődleges, mind a szekunder tekercsek fel vannak tekerve. Nem számít, hogy a vezetékek összeérnek-e, és gyakran egymásra vannak rétegezve.
A primer tekercsen áthaladó váltakozó áram energiával látja el a magot, amely viszont energiát ad a másodlagos tekercsnek. A toroid mezők tömörebbek, mint a laminált transzformátor mezei, így kevesebb mágneses energia van arra, hogy zavarja az érzékeny áramköri alkatrészeket. Audió berendezésekben használt toroid transzformátorok kevésbé zümmögnek és torzítanak, mint a lamináltak, és a gyártók előnyben részesítik őket.
A toroid transzformátor egyéb előnyei
Mivel a toroid induktor hatékonyabb, a gyártók a toroid transzformátorokat kisebbé és könnyebbé tehetik, mint az E-I transzformátorokat. Ez fontos az elektronikai és audio berendezések gyártói számára, mivel a transzformátor általában a legtöbb áramkör legnagyobb alkatrésze. Nagyobb hatékonysága újabb előnyt jelent a toroid transzformátor számára. Hűvösebb hőmérsékleten működik, mint egy E-I transzformátor, csökkentve a ventilátorok és más hűtési stratégiák szükségességét az érzékeny berendezéseknél.
