Transformatorul Electric

Transformatorul electric este maşina electrică statică care modifică anumiti parametri ai energiei electrice(tensiune,putere,curent) în alti parametri fara a modifică frecvenţa energiei electrice(f1=f2=ct).

Principiul de functionare a transformatorului electric este cel al inducţiei electro-magnetice.

A,X – bornele înfăşurarii primare

a,x – bornele înfăşurarii secundare

N1 –înfăşurarea primară

N2 – înfăşurarea secundară

u1– tensiunea aplicata în înfăşurarea primară

u2 – tensiunea rezultata în înfăşurarea secundară

i1 – curentul din înfăşurarea primară

i2 – curentul din înfăşurarea secundară

ue1 – tensiunea electromotoare din înfăşurarea primară

ue2 – tensiunea electromotoare din înfăşurarea secundară

Φ – fluxul total (Φ1+Φ2)

În înfăşurarea N1 se aplică tensiunea u1 care produce curentul i1 care produce tensiunea electromotoare ue1 care producul fluxul magnetic Φ1.Fluxul se închide prin circuitul magnetic iar în înfăşurarea N2 se induce fluxul Φ2 care produce produce tensinea electromotoare ue2 care produce curentul i2 şi aceasta va produce tensiunea la borne u2.

Valorile efective ale celor două tensiuni electro-motoare au expresia:

Raportul lor numindu-se raport de transformare nominal.

Dacă kn>1 spunem că transformatorul este coborâtor de tensiune,iar dacă kn<1 spunem că transformatorul este ridicător de tensiune.

Din punct de vedere constructiv orice transformator are două parti componente principale:

- Circuitul electric

- Circuitul magnetic

Circuitul electric este format din două sau mai multe înfăşurari realizate din cupru sau aluminiu şi se aşeaza pe circuitul magnetic.

Circuitul magnetic este format din tole subţiri (0,3;0,35;0,5mm) realizate din oţel electrotehnic,iar pentru frecvenţe mari sunt realizate din ferită.Acestea sunt izolate între ele prin lac,oxizi,straturi ceramice pentru a micşora pierderile prin curenţi turbionari (Foucalt). Pierderile în miezul magnetic denumite pierderi în fier,constau din pierderi prin histerezis (70-80%) şi pierderi prin curenţi turbionari (20-30%).

Porţiunea de circuit magnetic pe care este aşezata înfăşurarea poarta numele de coloane,iar celelalte porţiuni se numesc juguri.

După modul cum sunt dispuse jugurile şi coloanele se deosebesc două tipuri de miezuri:

- cu coloane (fig.a)

- în manta (fig.b)

a) b)

Pe coloane (1) se află înfăşurarile de înalta tensiune (I.T) şi de joasă tensiune (J.T),iar prin juguri (2) se închide circuitul magnetic.

Sectiunea coloanelor şi jugurilor este pătrată, dreptunghiulară sau în cruce la transformatoarele de puteri mici şi în trepte la cele de puteri mari,urmărindu-se ca suprafaţa spirelor înfăşurarilor să fie cât mai "plină" de material feromagnetic.

Înfasurarile transformatorului au ca elemente componente: spira, bobina şi stratul de spire. Conductorul folosit este din cupru sau aluminiu electrolitic, cu secţiunea circulară pâna la 10 mm2 pentru transformatoarele de putere mică şi rectangulară, de 6 - 60 mm2, pentru cele de putere mare. Izolaţia conductorului poate fi: cu bumbac, mătase, email sau raşini siliconice. Bobinele sunt izolate între ele prin spaţii de aer sau ulei, straturi de preşpan, polivinil.