De transformator is een van de meest elementaire elektrische apparaten die er zijn en heeft toepassingen in de elektrische en elektronische industrie. Een transformator "transformeert" de spanning in een circuit door deze te verhogen of te verlagen. Vrijwel elk elektronisch apparaat dat u elke dag gebruikt, heeft een transformator nodig om de uitgangsspanning te verlagen naar een meer bruikbaar voor delicate circuits.
Een torus is een vorm die wordt gevormd wanneer een vast lichaam op zichzelf terugbuigt en een gesloten lus vormt met een gat in het midden. Om ringkern te definiëren, denk aan donut: een ringkerntransformator is een donutvormige transformator. Dit is niet de enige vorm die een transformator kan aannemen, maar het heeft de voorkeur in de meeste elektronica-industrieën en bij fabrikanten van geluidsapparatuur. Een ringkerntransformator kan erg klein zijn zonder verlies van efficiëntie, en het veroorzaakt minder magnetische interferentie dan het andere veelvoorkomende type transformator, de E-I- of laminaattransformator.
Transformatoren vertrouwen op elektromagnetische inductie
Natuurkundige Michael Faraday ontdekte inductie in 1831 toen hij opmerkte dat het bewegen van een magneet door een geleidende draad die rond een solenoïde is gewikkeld, een elektrische stroom in de geleider induceerde. Hij ontdekte dat de sterkte van de stroom evenredig was met de bewegingssnelheid van de magneet en het aantal windingen van de spoel.
Een transformator maakt gebruik van deze evenredigheid. Wikkel een spoel - de primaire spoel - om een ferromagnetische kern en wikkel een tweede draad - de secundaire spoel - om dezelfde of een andere kern. Wanneer de stroom door de primaire spoel constant van richting verandert, zoals bij wisselstroom, het induceert een magnetisch veld in de kern, en dat induceert op zijn beurt een elektrische stroom in de tweede spoel.
Zolang de piekwaarde van de stroom gelijk blijft, verandert ook de piekwaarde van het geïnduceerde magneetveld niet. Dat betekent dat de geïnduceerde stroom in de secundaire spoel toeneemt met het aantal windingen. Een transformator biedt dus een manier om een elektrisch signaal te versterken, wat van vitaal belang is in de audio-industrie. U kunt ook een transformator gebruiken om de spanning te verlagen door het aantal windingen in de secundaire spoel kleiner te maken dan het aantal in de primaire spoel. Dat is het principe achter de transformatoren die je in de muur steekt om je elektronische apparatuur van stroom te voorzien.
Een ringkerntransformator produceert minder ruis
Een EI- of laminaattransformator bestaat uit een paar spoelen die om afzonderlijke kernen zijn gewikkeld, dicht bij elkaar zijn geplaatst en in een behuizing zijn verzegeld. Een ringkerntransformator daarentegen heeft een enkele ferromagnetische ringkern waaromheen zowel de primaire als de secundaire spoelen zijn gewikkeld. Het maakt niet uit of de draden elkaar raken, en ze zijn vaak op elkaar gelaagd.
Wisselstroom die door de primaire spoel gaat, bekrachtigt de kern, die op zijn beurt de secundaire spoel bekrachtigt. Ringkernvelden zijn compacter dan de velden in een laminaattransformator, dus er is minder magnetische energie om gevoelige circuitcomponenten te verstoren. Bij gebruik in audioapparatuur produceren ringkerntransformatoren minder brom en vervorming dan laminaattransformatoren en hebben ze de voorkeur van fabrikanten.
Andere voordelen van de ringkerntransformator:
Omdat een ringkerninductor efficiënter is, kunnen fabrikanten ringkerntransformatoren kleiner en lichter maken dan E-I-transformatoren. Dit is belangrijk voor fabrikanten van elektronica en audioapparatuur, aangezien de transformator meestal het grootste onderdeel is in de meeste circuits. Zijn hogere efficiëntie creëert een ander voordeel voor de ringkerntransformator. Het werkt bij lagere temperaturen dan een E-I-transformator, waardoor er minder ventilatoren en andere koelstrategieën in gevoelige apparatuur nodig zijn.