Трансформатори відомі вже більше 100 років і є невід 'ємним елементом ліній електропередач, широко використовуються в радіоелектронній апаратурі і різній побутовій техніці. Саме завдяки ефекту трансформації вдається отримувати електричний струм з необхідними параметрами.
Існує два основних види струму - постійний і змінний. Звичайна електрична батарейка, наприклад, дає постійний струм напругою 1,5 вольта, а в електромережі діє змінний електричний струм з напругою 220 В. Трансформатори використовуються виключно для перетворення змінного електричного струму. Постійний струм трансформації не піддається.
Як здійснюється трансформація струму
У найпростішому варіанті трансформатор складається з металевого сердечника - наприклад, з Ш-подібних пластин, і двох обмоток, первинної і вторинної. Обмотки електрично між собою не пов 'язані, передача електричної енергії здійснюється за рахунок електромагнітної індукції.
Навіщо взагалі потрібен трансформатор? Він дозволяє в необхідних межах змінювати напругу і силу струму. Наприклад, у вас є електрична лампочка на 2,5 В. Її не можна безпосередньо підключити до електромережі 220 В, вона тут же згорить. Щоб вона нормально працювала, необхідно знизити напругу з 220 В до 2,5 В - тобто знизити її майже в 100 разів. Це завдання і дозволяє вирішити трансформатор. Його первинна обмотка має досить велику кількість витків - наприклад, 1000. Завдяки цьому вона легко витримує напругу 220 В, включення обмотки в мережу не викликає короткого замикання. Поверх первинної обмотки намотується вторинна, але число її витків значно менше. Якщо в нашому прикладі 1000 витків розраховані на 220 В, то на 1 виток тоді припадає 0,22 В. Нам потрібно 2,5 В. Неважко підрахувати, що для нормальної роботи лампочки напругою 2,5 В необхідно намотати вторинну обмотку з 11-12 витків.
Області застосування трансформаторів електричного струму
Щоб передавати електроенергію на великі відстані, використовуються високовольтні лінії електропередач. Передається саме змінний струм, оскільки при передачі постійного втрати електроенергії виявляються занадто великі. Втрати зменшуються і зі збільшенням напруги, тому на магістральних напрямках використовується напруга в сотні тисяч вольт. Щоб отримати високу напругу для передачі на відстань, а потім знову перетворити її в потрібне споживачам, і використовуються трансформатори. Як правило, це потужні олійні трансформатори, розраховані на високу напругу. Невеликі трансформатори використовуються і в радіоелектронній апаратурі та побутовій техніці, вони дозволяють знижувати напругу 220 В до більш низького, необхідного для харчування електронних компонентів. Іноді трансформатори використовують для гальванічної розв 'язки - в цьому випадку кількість витків у первинній і вторинній обмотці однакова. З вторинної обмотки знімають ту ж напругу, яка діє на первинній обмотці, але це вже інший ланцюг, що не має прямого електричного зв 'язку з первинною обмоткою. На сьогоднішній день у багатьох випадках не представляється можливим замінити трансформатори змінного струму якимись іншими пристроями. Тому можна не сумніватися в тому, що вони будуть використовуватися ще дуже довгий час.