Transformatörler

Transformatörler, enerjiyi bir devreden diğerine elektromanyetik indüksiyon yoluyla aktarır. Birincil (primer) ve ikincil (sekonder) sargılardan oluşan yapı, bir çekirdek üzerinde birbirine sarılan sargılarla çalışır. AC iletildiğinde çekirdek üzerinde değişen manyetik akı oluşur ve bu akı sargılar arasında gerilimler üretir. Ideal bir transformatörde V2 = V1 × (N2/N1) ve I2 = I1 × (N1/N2) olur; güç girişi P1 yaklaşık olarak güç çıkışı P2 ile eşittir.

Çekirdek genellikle yalıtımlı lamine silikon çeliğinden yapılır; kayıpları azaltmak için tasarlanan ve sargılar bakır veya alüminyumdan yapılır. Transformatörler, ototransformatör gibi ortak sargı kullanabilen türler ile izolasyon gerektiğinde izolasyon tranformatörü olarak da sınıflandırılır. Yüksek frekanslı uygulamalarda ferrit çekirdekler kullanılır.

Gerçek transformatörlerde çekirdek kayıpları (histerezis ve eddy current) ile bakır kayıpları bulunur; ayrıca hesaplanamayan kayıplar da olabilir. Verimlilik tipik olarak büyük güç tranformatörlerinde %98–99 civarındadır. Çalışma frekansı arttıkça çekirdek tasarımı ve kayıplar değişir; bu nedenle yüksek frekanslı uygulamalarda farklı malzemeler ve soğutma yöntemleri gerekir.

Giriş ve dağıtım ağlarında gerilimi yükselten veya düşüren güç tranformatörleri, elektronik cihazların güç kaynakları ve ölçüm/izolasyon uygulamaları gibi pek çok alanda kullanılır. Tasarımda gerilim ve akım sınıfları, izolasyon, soğutma ve güvenlik önlemleri önemli rol oynar. Tarihsel olarak temel ilke Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon çalışmalarına dayanır; 19. yüzyıl sonlarında geliştirilmeye başlanmıştır.