Tipi di trasformatori elettrici

I trasformatori vengono utilizzati per modificare la tensione di un circuito alternato. Lo fanno collegando due circuiti a un nucleo magnetico (un blocco di materia magnetizzabile). Il rapporto degli avvolgimenti che i due circuiti realizzano attorno al nucleo determina come la tensione cambia dal circuito di ingresso di energia al circuito di uscita di energia. L'uso del trasformatore può essere suddiviso in due grandi categorie: alimentazione e adattamento del segnale.

Il trasformatore elevatore ha un numero maggiore di avvolgimenti sul lato in cui emette energia. Quindi aumenta la tensione riducendo la corrente. Un esempio è uno schermo a tubo catodico che richiede migliaia di volt, anche se funziona con una presa a muro da 110 V. Allo stesso modo, un viaggiatore in visita potrebbe aver bisogno di far funzionare un elettrodomestico europeo (220 V) da una presa americana (110 V).

Un trasformatore step-down inverte il rapporto di avvolgimento. Un esempio è un dispositivo a batteria che può anche essere collegato al muro. Quindi una radio può funzionare con 12V di batterie, ma anche essere in grado di funzionare con 110V tramite un adattatore con un trasformatore step-down all'interno.

I trasformatori di isolamento non necessariamente aumentano o diminuiscono la tensione, sebbene possano farlo. I trasformatori di isolamento possono servire a diversi scopi. Rompono un circuito in un primario e un secondario, un'interruzione che non consentirà il passaggio del rumore di corrente continua. Impediscono l'accumulo di capacità tra il primario e il secondario, che causano rumore ad alta frequenza. Impediscono collegamenti a terra involontari tra primario e secondario. (Ad esempio, negli altoparlanti si verifica un ronzio del loop di massa.) Può isolare il circuito secondario dalla corrente del primario per prevenire scosse e messa a terra involontaria da scariche ad alta tensione.

Un autotrasformatore variabile, o variac, può variare la tensione al circuito secondario (uscita di energia). Il numero di avvolgimenti per il primario e il secondario viene variato con un quadrante. A causa della vicinanza degli avvolgimenti primario e secondario, tali trasformatori sono generalmente utilizzati con basse tensioni, per evitare la formazione di archi.

I variac sono simili ai potenziometri, ma usano l'induttanza invece della resistenza per variare la quantità di tensione presa da ciascun circuito.

Un trasformatore di corrente consente l'utilizzo di un amperometro senza doverlo inserire in serie direttamente in un circuito. Questo è utile per grandi linee elettriche. Il nucleo a forma di cerchio del trasformatore è montato attorno alla linea grande, che è effettivamente un circuito primario a avvolgimento singolo. L'avvolgimento secondario è alto, come in un normale trasformatore. Il circuito secondario comprende l'amperometro. La corrente del primario può essere calcolata dalla corrente del secondario.

I trasformatori di segnale trasmettono una frequenza da un circuito all'altro. La perdita di potenza è una delle principali preoccupazioni perché l'elettronica delle comunicazioni utilizza già bassi livelli di potenza. Inoltre, il segnale deve essere mantenuto preciso. Il massimo trasferimento di potenza si ottiene quando le impedenze dei due circuiti sono abbinate, in modo simile alla risonanza. Quindi i trasformatori di segnale vengono selezionati o sintonizzati per ottenere il massimo adattamento di impedenza, in base all'impedenza degli altri componenti nei due circuiti.