Transformatorul electric

Transformatorul electric este un aparat electromagnetic static cu ajutorul căruia se transferă energia din circuitul primar în circuitul (circuitele) secundare izolate de primul, prin intermediul unui circuit magnetic comun. Transferul de energie se efectuează în condiţiile măririi sau micşorării tensiunii, conform cerinţelor concrete ale aplicaţiei.

Corespunzător definiţiei, din punct de vedere funcţional transformatorul se compune din:
 o înfăşurare (bobină) primară;
 una sau mai multe înfăşurări (bobine) secundare;
 miezul magnetic comun pe care sunt plasate înfăşurările.I

nfasurarea primara şi înfăşurarea secundară sunt înlănţuite de fluxul magnetic comun care asigură transferul de energie din circuitul primar în cel secundar.

 Transformatoarele îndeplinesc două funcţii esenţiale şi anume:

 transformă tensiunea şi curentul conform cerinţelor impuse;
 izolează electric circuitul consumatorului de cel al sursei de energie în cazul în care se impune acest lucru.

Transferul de energie se face astfel: energia electrică a sursei ce alimentează primarul se transformă în energie magnetică, transferându-se în energie electrică accesibilă la bornele secundarului.

Transferul energiei electrice realizându-se prin intermediul energiei magnetice, înseamnă că pentru transferarea unei energii cât mai mari este necesar ca energia câmpului magnetic să fie cât mai mare, adică fluxul Φ să fie cât mai mare.

În circuitele magnetice apar curenţi turbionari ce cauzează pierderi importante. Pentru reducerea acestora, circuitul magnetic (miezul) transformatorul se confecţionează din foi de tablă electrotehnică (tole) izolate între ele şi având o rezistenţă electrică mare obţinută prin adăugare de siliciu în structura materialului feromagnetic.

Înfăşurările (bobinajele) se realizează din conductori de cupru, bobinarea efectuându-se pe o carcasă rigidă din material electroizolant sau făra carcasă în cazul transformatoarelor de puteri mari.

Partea circuitului magnetic pe care se dispun înfăşurările se numesc coloane, iar celălalte părţi ce inchid circuitul magnetic între coloane se numesc juguri. Miezurile se pot realiza din tole E+I sau U+I. Înfăşurările se pot dispune: pe aceeaşi coloană sau pe coloane diferite.

Între mărimile caracteristice transformatorului există următoarele relaţii: U1/U2 = N1/N2 = K, unde K - raportul de transformare
U1 şi U2 - tensiunea din primar, respectiv secundar
N1 şi N2 - numărul de spire din primar, respectiv secundar

Factorul de putere

Dacă se neglijează pierderile de putere în transformator se poate spune că:

P2 ≈ P1, adică U2*I2*cosφ2 = U1*I1*cosφ1 → cosφ2 ≈ cosφ1

Această relaţie arată că factorul de putere al unui transformator este determinat de sarcina conectată la ieşirea sa şi prin urmare este improprie indicarea puterii active a unui transformator: P = UIcosφ, putând lua valori în intervalul 0 ÷ UI

Din acest motiv în cazul transformatoarelor se indică puterea aparentă, adică: S = UI [VA]