Трансформатор є одним з найпростіших електричних приладів, який існує, і він має застосування в електротехнічній та електронній промисловості. Трансформатор «перетворює» напругу в ланцюзі, або збільшуючи його, або знижуючи. Практично кожному електронному пристрою, яким ви користуєтеся щодня, потрібен трансформатор, щоб зменшити вихідну напругу до ще одного, корисного для делікатних схем.
Торус - це форма, що утворюється, коли тверде тіло вигинається назад і утворює замкнутий цикл із отвором посередині. Щоб визначити тороїдальний, подумайте пончик: тороїдальний трансформатор - це трансформатор у формі пончика. Це не єдина форма, яку може прийняти трансформатор, але вона є переважною для більшості електронних виробництв та виробників звукового обладнання. Тороїдальний трансформатор може бути дуже малим, не втрачаючи ефективності, і він створює менше магнітних перешкод, ніж інший поширений тип трансформатора, E-I або ламінований трансформатор.
Трансформатори покладаються на електромагнітну індукцію
Фізик Майкл Фарадей відкрив індукцію в 1831 році, коли зазначив, що переміщення магніту через провідний дріт, намотаний навколо соленоїда, індукує електричний струм у провіднику. Він виявив, що сила струму пропорційна швидкості руху магніту і кількості витків котушки.
Трансформатор використовує цю пропорційність. Обмотайте одну котушку - первинну котушку - навколо феромагнітного сердечника, а другу - вторинну - навколо того самого або іншого сердечника. Коли струм через первинну котушку постійно змінює напрямок, як і при змінному струмі, він індукує магнітне поле в ядрі, а це, в свою чергу, індукує електричний струм у другому котушка.
Поки пікове значення струму залишається незмінним, пікове значення індукованого магнітного поля також не змінюється. Це означає, що індукований струм у вторинній котушці зростає із збільшенням кількості витків. Таким чином, трансформатор забезпечує спосіб посилення електричного сигналу, що є життєво важливим для аудіоіндустрії. Ви також можете використовувати трансформатор для зниження напруги, зробивши кількість витків у вторинній котушці меншою, ніж кількість у первинній котушці. Це принцип трансформаторів, який ви підключаєте до стіни для живлення електронного обладнання.
Тороїдальний трансформатор видає менше шуму
Трансформатор E-I, або ламінат, складається з пари котушок, обмотаних навколо окремих сердечників, розміщених близько один до одного і ущільнених всередині корпусу. Тороїдальний трансформатор, навпаки, має єдиний феромагнітний тороїдальний сердечник, навколо якого намотані як первинна, так і вторинна котушки. Немає значення, якщо дроти торкаються, і вони часто накладаються один на одного.
Струм змінного струму, що проходить через первинну котушку, підживлює сердечник, який, у свою чергу, вторинну. Тороїдальні поля є більш компактними, ніж поля в ламінованому трансформаторі, тому менше магнітної енергії, що перешкоджає чутливим компонентам ланцюга. При використанні в аудіообладнанні тороїдальні трансформатори виробляють менше гулу та спотворення, ніж ламінатні, і є кращими для виробників.
Інші переваги тороїдального трансформатора
Оскільки тороїдальний індуктор є більш ефективним, виробники можуть зробити тороїдальні трансформатори меншими та легшими, ніж E-I. Це важливо для виробників електроніки та аудіообладнання, оскільки трансформатор, як правило, є найбільшим компонентом у більшості схем. Його вища ефективність створює ще одну перевагу для тороїдального трансформатора. Він працює при більш холодних температурах, ніж трансформатор E-I, зменшуючи потребу у вентиляторах та інших стратегіях охолодження у чутливому обладнанні.