変圧器は、最も基本的な電気機器の1つであり、電気および電子産業全体に適用されます。 変圧器は、回路をステップアップまたはステップダウンすることにより、回路内の電圧を「変換」します。 事実上、毎日使用するすべての電子機器には、コンセント電圧を繊細な回路に役立つもう1つに降圧するための変圧器が必要です。
トーラスは、固体がそれ自体に反り返り、中央に穴がある閉ループを形成するときに形成される形状です。 トロイダルを定義するには、ドーナツを考えます。トロイダルトランスはドーナツ型のトランスです。 これは変圧器がとることができる唯一の形状ではありませんが、ほとんどの電子産業や音響機器のメーカーに好まれる形状です。 トロイダルトランスは、効率を損なうことなく非常に小さくすることができ、他の一般的なタイプのトランスであるE-Iまたはラミネートトランスよりも磁気干渉が少なくなります。
変圧器は電磁誘導に依存しています
物理学者のマイケルファラデーは、ソレノイドに巻かれた導線を通して磁石を動かすと、導体に電流が誘導されることに気付いたとき、1831年に誘導を発見しました。 彼は、電流の強さが磁石の運動速度とコイルの巻き数に比例することを発見しました。
変圧器はこの比例関係を利用します。 1つのコイル（一次コイル）を強磁性コアに巻き付け、2番目のワイヤー（二次コイル）を同じコアまたは異なるコアに巻き付けます。 AC電流のように、一次コイルを流れる電流が常に方向を変えている場合、 それはコアに磁場を誘導し、それは次に2番目に電流を誘導します コイル。
電流のピーク値が同じである限り、誘導磁場のピーク値も変化しません。 これは、二次コイルの誘導電流が巻数とともに増加することを意味します。 したがって、トランスは、オーディオ業界で不可欠な電気信号を増幅する方法を提供します。 トランスを使用して、2次コイルの巻数を1次コイルの巻数より少なくすることにより、電圧を下げることもできます。 これが、電子機器に電力を供給するために壁に差し込む変圧器の背後にある原理です。
トロイダルトランスはノイズが少ない
E-I（ラミネート）トランスは、個々のコアに巻き付けられ、互いに接近して配置され、エンクロージャー内に密封された1対のコイルで構成されています。 一方、トロイダルトランスは、一次コイルと二次コイルの両方が巻かれた単一の強磁性トロイダルコアを備えています。 ワイヤーが接触するかどうかは関係ありません、そしてそれらはしばしばお互いの上に重ねられます。
一次コイルを通過するAC電流がコアに通電し、コアが二次コイルに通電します。 トロイダル磁場は、ラミネートトランスの磁場よりもコンパクトであるため、敏感な回路コンポーネントに干渉する磁気エネルギーが少なくなります。 トロイダルトランスは、オーディオ機器で使用する場合、ラミネートトランスよりもハムや歪みが少なく、メーカーに好まれています。
トロイダルトランスのその他の利点
トロイダルインダクタの方が効率的であるため、メーカーはトロイダルトランスをE-Iトランスよりも小型で軽量にすることができます。 変圧器は通常ほとんどの回路で最大のコンポーネントであるため、これは電子機器やオーディオ機器のメーカーにとって重要です。 その高い効率は、トロイダルトランスに別の利点をもたらします。 E-Iトランスよりも低い温度で動作するため、敏感な機器でのファンやその他の冷却戦略の必要性が少なくなります。