Αρχή πηνίου μετασχηματιστή

Στον ηλεκτρικό εξοπλισμό και τα ασύρματα κυκλώματα, οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται συνήθως για ρύθμιση τάσης, αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης, απομόνωση ασφαλείας κ.λπ. Στις γεννήτριες, είτε το πηνίο κινείται μέσω ενός μαγνητικού πεδίου είτε ενός σταθερού πηνίου, μπορούν να προκαλέσουν ηλεκτροκινητική δύναμη στο πηνίο. Και στις δύο περιπτώσεις, η τιμή της μαγνητικής ροής παραμένει αμετάβλητη, αλλά ο αριθμός της μαγνητικής ροής που τέμνει το πηνίο αλλάζει. Αυτή είναι η αρχή της αμοιβαίας επαγωγής. Ένας μετασχηματιστής είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική αμοιβαία επαγωγή για να μετασχηματίσει την τάση, το ρεύμα και την αντίσταση.
Η βασική μορφή ενός μετασχηματιστή περιλαμβάνει δύο σετ πηνίων τυλιγμένα με σύρματα, τα οποία συνδέονται επαγωγικά μεταξύ τους. Όταν ένα ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος (με μια συγκεκριμένη γνωστή συχνότητα) ρέει σε ένα από τα πηνία, μια τάση AC με την ίδια συχνότητα θα προκληθεί στο άλλο πηνίο και το μέγεθος της επαγόμενης τάσης εξαρτάται από τον βαθμό σύζευξης και τη σύνδεση μαγνητικής ροής ανάμεσα στα δύο πηνία.
Η βασική μορφή ενός μετασχηματιστή περιλαμβάνει δύο σετ πηνίων τυλιγμένα με σύρματα, τα οποία συνδέονται επαγωγικά μεταξύ τους. Όταν ένα ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος (με μια συγκεκριμένη γνωστή συχνότητα) ρέει σε ένα από τα πηνία, μια τάση AC με την ίδια συχνότητα θα προκληθεί στο άλλο πηνίο και το μέγεθος της επαγόμενης τάσης εξαρτάται από τον βαθμό σύζευξης και τη σύνδεση μαγνητικής ροής ανάμεσα στα δύο πηνία.
Γενικά, το πηνίο που συνδέεται με μια πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος ονομάζεται πρωτεύον πηνίο. Η τάση σε αυτό το πηνίο ονομάζεται κύρια τάση. Η επαγόμενη τάση στο δευτερεύον πηνίο μπορεί να είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την κύρια τάση, η οποία καθορίζεται από τον λόγο των στροφών μεταξύ του πρωτεύοντος πηνίου και του δευτερεύοντος πηνίου. Ως εκ τούτου, οι μετασχηματιστές μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: μετασχηματιστές βήμα προς τα επάνω και προς τα κάτω.
Οι περισσότεροι μετασχηματιστές έχουν σταθερούς πυρήνες σιδήρου με πρωτεύοντα και δευτερεύοντα πηνία τυλιγμένα γύρω τους. Με βάση την υψηλή αγωγιμότητα του υλικού σιδήρου, το μεγαλύτερο μέρος της μαγνητικής ροής περιορίζεται στον πυρήνα του σιδήρου, επομένως, δύο σετ πηνίων μπορούν να επιτύχουν σημαντικό βαθμό μαγνητικής σύζευξης μέσω αυτού. Σε ορισμένους μετασχηματιστές, το πηνίο και ο πυρήνας του σιδήρου είναι στενά συνδεδεμένα και η αναλογία της κύριας προς τη δευτερεύουσα τάση είναι σχεδόν ίδια με την αναλογία των στροφών των δύο πηνίων.
Επομένως, ο λόγος στροφών ενός μετασχηματιστή μπορεί γενικά να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης αναφοράς για την ενίσχυση ή τη μείωση της τάσης στους μετασχηματιστές. Λόγω της λειτουργίας ενίσχυσης και μείωσης της τάσης, οι μετασχηματιστές έχουν γίνει ένα σημαντικό εξάρτημα των σύγχρονων συστημάτων ισχύος. Η αύξηση της τάσης μετάδοσης καθιστά τη μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις πιο οικονομική. Όσον αφορά τους μετασχηματιστές με βήμα προς τα κάτω, κάνουν τις εφαρμογές ισχύος πιο διαφοροποιημένες. Μπορεί να ειπωθεί ότι χωρίς μετασχηματιστές, η σύγχρονη βιομηχανία δεν μπορεί να επιτύχει την τρέχουσα κατάσταση ανάπτυξης.