Transformatoren er en av de mest grunnleggende elektriske enhetene som finnes, og den har applikasjoner i hele elektro- og elektronikkindustrien. En transformator "transformerer" spenningen i en krets ved enten å trappe den opp eller trappe den ned. Nesten alle elektroniske enheter du bruker hver dag trenger en transformator for å trappe ut uttaksspenningen til en annen nyttig for delikate kretser.
En torus er en form som dannes når en solid kropp kurver tilbake på seg selv og danner en lukket sløyfe med et hull i midten. For å definere toroidal, tenk doughnut: En toroidal transformator er en doughnutformet transformator. Dette er ikke den eneste formen en transformator kan ha, men den er den som foretrekkes i de fleste elektronikkindustrier og av produsenter av lydutstyr. En toroidetransformator kan være veldig liten uten å miste effektiviteten, og den skaper mindre magnetisk interferens enn den andre vanlige typen transformator, E-I eller laminat-transformatoren.
Transformatorer stole på elektromagnetisk induksjon
Fysikeren Michael Faraday oppdaget induksjon i 1831 da han bemerket at å bevege en magnet gjennom en ledende ledning viklet rundt en solenoid induserte en elektrisk strøm i lederen. Han fant ut at strømstyrken var proporsjonal med magnetens bevegelseshastighet og antall spoler.
En transformator bruker denne proporsjonaliteten. Pakk en spole - den primære spolen - rundt en ferromagnetisk kjerne og pakk en andre ledning - den sekundære spolen - rundt den samme eller en annen kjerne. Når strømmen gjennom primærspolen endrer retning, som den er med vekselstrøm, det induserer et magnetfelt i kjernen, og det induserer igjen en elektrisk strøm i den andre Spole.
Så lenge toppverdien til strømmen forblir den samme, endres heller ikke toppverdien til det induserte magnetfeltet. Det betyr at den induserte strømmen i sekundærspolen øker med antall svinger. Dermed gir en transformator en måte å forsterke et elektrisk signal, noe som er viktig i lydindustrien. Du kan også bruke en transformator til å trappe ned spenningen ved å gjøre antall svinger i sekundærspolen mindre enn tallet i primærspolen. Det er prinsippet bak transformatorene du kobler til veggen for å drive elektronisk utstyr.
En toroidal transformator produserer mindre støy
En E-I, eller laminat, transformator består av et par spoler viklet rundt individuelle kjerner, plassert tett sammen og forseglet i et kabinett. En toroidetransformator har derimot en enkelt ferromagnetisk toroidkjerne som både den primære og den sekundære spolen er viklet rundt. Det spiller ingen rolle om ledningene berører, og de blir ofte lagd oppå hverandre.
Vekselstrøm som passerer gjennom primærspolen aktiverer kjernen, som igjen aktiverer sekundærspolen. Toroidefelt er mer kompakte enn feltene i en laminattransformator, så det er mindre magnetisk energi som kan forstyrre sensitive kretskomponenter. Når de brukes i lydutstyr, produserer toroidetransformatorer mindre brummen og forvrengning enn laminatene, og foretrekkes av produsenter.
Andre fordeler med Toroidal Transformer
Fordi en toroidal induktor er mer effektiv, kan produsenter gjøre toroidetransformatorer mindre og lettere enn E-I. Dette er viktig for produsenter av elektronikk og lydutstyr, siden transformatoren vanligvis er den største komponenten i de fleste kretser. Den høyere effektiviteten skaper en annen fordel for den toroidetransformatoren. Den fungerer ved kjøligere temperaturer enn en E-I-transformator, og reduserer behovet for vifter og andre kjølerstrategier i sensitivt utstyr.