Zasada działania transformatora mocy
Transformator mocy jest istotnym elementem systemu elektroenergetycznego, odpowiedzialnym za efektywne przesyłanie i dystrybucję energii. Jest zwykle stosowany w przesyłaniu energii wysokiego napięcia, z elektrowni do podstacji, gdzie zwiększa napięcie i zmniejsza prąd przed jego dystrybucją do gospodarstw domowych, przedsiębiorstw i innych odbiorców.
Zasada działania transformatora mocy opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Składa się z uzwojenia pierwotnego, uzwojenia wtórnego i rdzenia magnetycznego. Uzwojenie pierwotne jest podłączone do źródła wysokiego napięcia, natomiast uzwojenie wtórne jest podłączone do obciążenia. Rdzeń magnetyczny wykonany jest z laminatów żelaza lub stali krzemowej, które są ułożone razem, tworząc zamkniętą ścieżkę magnetyczną dla strumienia magnetycznego.
Gdy prąd przemienny przepływa przez uzwojenie pierwotne, wytwarza w rdzeniu pole magnetyczne, które indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym. Napięcie indukowane w uzwojeniu wtórnym jest proporcjonalne do liczby zwojów w uzwojeniu wtórnym i szybkości zmian strumienia magnetycznego w rdzeniu. Napięcie jest zwiększane lub zmniejszane w zależności od stosunku liczby zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego.
Sprawność transformatora zależy od strat w rdzeniu, strat w miedzi i strat bezpańskich. Straty w rdzeniu powstają na skutek histerezy i prądów wirowych w rdzeniu, natomiast straty w miedzi powstają w uzwojeniach na skutek rezystancji drutu. Straty błądzące wynikają z wycieku strumienia magnetycznego z rdzenia, co powoduje nagrzewanie się pobliskich materiałów.
