Un transformator schimbă tensiunea curentului alternativ folosind doar două bobine și un miez de fier, fără nicio piesă care se mișcă. Energia trece de la o bobină la alta prin câmpul magnetic. OrizontNews explică mai jos cum funcționează acest aparat din încărcătoare, surse de alimentare și rețelele electrice.
Principiul pare surprinzător la prima vedere. Dacă îți plac explicațiile despre cum funcționează lumea, articolele de știință de pe OrizontNews acoperă fizică, astronomie și invenții, iar aici ne ocupăm de transformator pe înțeles.
Ce conține un transformator
Aparatul are trei părți esențiale:
- bobina primară, prin care intră curentul
- bobina secundară, de unde iese curentul cu altă tensiune
- miezul de fier, format din foi subțiri, care conduce câmpul magnetic
Cele două bobine nu se ating electric. Sunt înfășurate pe același miez și comunică doar prin câmpul magnetic.
Principiul: inducția electromagnetică
Un curent alternativ care trece prin bobina primară creează un câmp magnetic ce se schimbă mereu, în ritmul curentului. Acest câmp trece prin miez și ajunge la bobina secundară. Acolo, câmpul variabil produce o tensiune electrică, fenomen numit inducție electromagnetică. Nu apare nicio mișcare mecanică, pentru că variația vine chiar din curentul alternativ.
Cum se alege tensiunea
Raportul dintre numărul de spire ale celor două bobine decide tensiunea. Dacă secundara are mai multe spire decât primara, tensiunea crește. Dacă are mai puține, tensiunea scade. Primele se numesc transformatoare ridicătoare, celelalte coborâtoare. Când tensiunea crește, curentul scade în aceeași măsură, iar puterea rămâne aproape neschimbată.
De ce nu merge cu curent continuu
Un curent continuu produce un câmp magnetic constant, iar un câmp constant nu induce nicio tensiune în a doua bobină. De aceea transformatorul funcționează numai cu curent alternativ. Din acest motiv, la încărcătoare apar și piese care transformă curentul alternativ în curent continuu.
De ce miezul este făcut din foi
Câmpul magnetic variabil induce curenți și în miez, numiți curenți turbionari, care încălzesc piesa și risipesc energie. Foile subțiri, izolate între ele, reduc aceste pierderi. Tot din acest motiv transformatoarele mari se răcesc cu ulei sau cu aer forțat.
Un exemplu din viața de zi cu zi
Încărcătorul telefonului primește din priză o tensiune mare și o coboară la una mult mai mică, potrivită bateriei. Transformatorul din interior, uneori însoțit de circuite electronice, face această conversie. Pe un stâlp din cartier, un transformator mare coboară tensiunea rețelei de distribuție până la cea din locuințe. Principiul este același, doar dimensiunea diferă. Când vezi un aparat greu, cu miez de fier, știi că probabil conține un transformator clasic.
Unde îl întâlnești
Transformatoarele apar peste tot: în încărcătorul telefonului, în sursele aparatelor electronice, în stațiile de pe stradă. Pe distanțe lungi, energia se transportă la tensiune mare, pentru că pierderile sunt mai mici, apoi se coboară treptat până la tensiunea din casă.
O curiozitate despre forțe invizibile
Câmpul magnetic care face totul posibil nu se vede, dar efectele lui se măsoară. Dacă ți se pare fascinant ce nu se vede, citește și ce știm despre materia întunecată, un alt exemplu de fenomen cunoscut prin efecte, nu prin vedere directă.
Recomandare practică
Nu deschide niciodată un transformator conectat la rețea, pentru că tensiunile pot fi periculoase. Dacă un aparat zumzăie puternic sau se încălzește, deconectează-l. OrizontNews rămâne o sursă utilă pentru cine vrea să afle cum funcționează obiectele de zi cu zi.
