Een transformator is een elektrische machine waarvan het apparaat is ontworpen om de ene wisselstroomwaarde om te zetten in een andere. Transformatoren werken op wisselstroom. Deze machines hebben de breedste distributie gekregen, aangezien elektriciteit over lange afstanden moet worden getransporteerd met spanningen die veel hoger zijn dan het niveau dat nodig is voor de industrie of voor gebruik thuis. Het gebruik van een transformator maakt het dus mogelijk om de verliezen van elektriciteit tijdens de transmissie te verminderen en de kwaliteit van het proces te verhogen. Een van de belangrijkste kenmerken van deze machine is het rendement van de transformator, dat wil zeggen het rendement. Een ander belangrijk kenmerk is de transformatieverhouding, die wordt bepaald door de verhouding van de ingangsspanning tot de uitgangsspanning.
Een transformator is meestal een statisch apparaat. Een conventionele transformator (en er zijn verschillende typen) bestaat uit een kern, die is samengesteld uit ferromagnetische platen, evenals secundaire en primaire wikkelingen, die zich tegenover de kern bevinden. Zoals eerder vermeld, zijn er hoofdtypen transformatoren: step-up (de uitgangsspanning is groter dan de ingang) enstep-down (spanning aan de uitgang is lager dan aan de ingang). Een van de belangrijke voorwaarden voor de werking van het apparaat is één spanningsfrequentie.
Om het rendement van een transformator te bepalen, introduceren we de volgende notatie:
- P1 - elektrisch vermogen verbruikt door de transformator,
- P2 - uitgangsvermogen,
- PL is het vermogensverlies.
In dit geval zal de energiebehoudswet de vorm aannemen: P1=P2+ PL. Met behulp van deze notaties is het gemakkelijk om de formule voor het rendement van een transformator af te leiden. De efficiëntieformule ziet er als volgt uit: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Zoals u kunt zien, kan het in verschillende versies worden gepresenteerd. Uit de laatste formule blijkt dat het rendement van de transformator niet meer dan 1 kan zijn (dat wil zeggen, het is onmogelijk om een rendement van meer dan honderd procent te verkrijgen). Dit is begrijpelijk.
Het correct berekenen van de efficiëntie van een transformator is een complexere kwestie dan het op het eerste gezicht lijkt. Bij het ontwerpen en ontwikkelen van schakelingen en het totaalontwerp van een transformator of een serie transformatoren van een bepaald type lopen ontwerpingenieurs vaak tegen bepaalde problemen aan. Om bijvoorbeeld de kosten van een transformator te verlagen, is het noodzakelijk om het materiaalverbruik te minimaliseren. Aan de andere kant, om het apparaat betrouwbaarder in gebruik te maken, zal het verbruik van deze materialen moeten worden verhoogd.
Om deze tegenstrijdige redenen wordt de efficiëntie van een transformator meestal standaard gemaakt, waardoor verliezen worden genormaliseerd. Bij het bepalen van de waarde van de coëfficiëntDe efficiëntie van de transformator moet rekening houden met de materiaalkosten, de kosten van elektriciteit en transmissielijnen, dat wil zeggen met veel economische factoren. De efficiëntie van een transformator kan variëren met de belasting, en met deze factor moet ook rekening worden gehouden bij het ontwerpen van deze unit.
