Transformerprinsippet

Transformerprinsippet beskriver hvordan elektrisk energi kan overføres mellom to eller flere kretser uten direkte elektrisk forbindelse ved hjelp av magnetisk kobling mellom to eller flere viklinger rundt en felles kjerne. Prinsippet er sentralt i elektriske kraftsystemer og mange elektronikkapplikasjoner.

Når vekselstrøm strømmer gjennom primærviklingen, skapes det varierende magnetisk fluks i kjernen. Denne fluksen induserer spenning i sekundærviklingen i samsvar med Faradays lov. Spenningen i sekundæren er proporsjonal med antallet omdreininger i hver vikling: Vp/Vs = Np/Ns. Motsatt vil strømmen være omvendt proporsjonal: Ip/Is = Ns/Np. I et ideelt transformer er den totale effekten overført med ingen tap.

Reelle transformatorer har tap som reduserer effektiviteten. De viktigste tapskomponentene er kobbertap i vindlene og kjernestap i kjernen (hysterese- og eddystrøms-tap). Effektiviteten er ofte høy, spesielt for krafttransformatorer, men avhenger av materiale, frekvens og kjøling. Transformatorer krever riktig isolasjon og kjøling for å unngå overoppheting.

Typer inkluderer step-up (øker spenningen) og step-down (reduserer spenningen) ut fra forholdet mellom primær- og sekundærviklingene. Kjernetypene kan være jern- eller ferrittkjerne; luftkjerne brukes ved svært høyfrekvente applikasjoner.

Vanlige bruksområder er kraftdistribusjon, elektriske apparater og lyd- eller signaltransformatorer. Transformatorprinsippet muliggjør elektrisk energi over lange avstander og gir isolasjon mellom kretsløp, samt impedansmatching i ulike elektroniske systemer.