Podręcznik

Rys. 1.11 przedstawia poglądowy schemat transformatora wykorzystującego zjawisko sprzężenia magnetycznego 2 cewek nawiniętych na wspólnym korpusie. Jest on zasilany napięciem U₁ i obciążony po stronie wtórnej impedancją Z_o.

Rys. 1.11. Poglądowy schemat transformatora

Uzwojenie, do którego jest zazwyczaj doprowadzone źródło energii elektrycznej, nazywamy uzwojeniem pierwotnym, natomiast uzwojenie, do którego jest dołączony odbiornik, nazywamy uzwojeniem wtórnym. Zaciski uzwojenia pierwotnego stanowią wejście układu, a zaciski uzwojenia wtórnego - wyjście. Odpowiednie napięcia i prądy w transformatorze nazywamy pierwotnymi lub wtórnymi. Wszystkie wielkości i parametry związane z uzwojeniem pierwotnym opatrzymy wskaźnikiem 1, a wielkości i parametry związane z uzwojeniem wtórnym – wskaźnikiem 2. Przekazywanie energii elektrycznej z jednego obwodu do drugiego następuje za pośrednictwem pola elektromagnetycznego (strumienia magnetycznego).

Do uzwojenia pierwotnego przyłożone jest napięcie sinusoidalnie zmienne o wartości chwilowej $u_1(t)$. Wartość chwilową prądu w uzwojeniu pierwotnym oznaczymy przez $i_1(t)$. Pod wpływem zmiennego w czasie prądu $i_1(t)$ w przestrzeni otaczającej uzwojenie powstaje zmienny strumień magnetyczny $\varphi$, będący superpozycją strumieni $\varphi_1$ i $\varphi_2$. Przy założeniu jego równomiernego rozkładu na przekroju $S$, strumień jest iloczynem indukcji magnetycznej $B$ i przekroju $S$, $\varphi=BS$. Strumień ten kojarzy się zarówno z uzwojeniem pierwotnym o liczbie zwojów $z_1$ wytwarzając strumień skojarzony $\Psi_1=z_1\varphi$, jak i uzwojeniem wtórnym o liczbie zwojów $z_2$ wytwarzając w nim strumień skojarzony $\Psi_2=z_2\varphi$. Zgodne z prawem indukcji elektromagnetycznej pod wpływem zmiennego w czasie strumienia magnetycznego indukuje się napięcie $u(t)$

Jeśli do uzwojenia wtórnego dołączymy odbiornik, to pod wpływem napięcia indukowanego w tym uzwojeniu popłynie prąd $i_2(t)$.

W zależności od środowiska w jakim zamyka się wytworzony wokół uzwojeń strumień magnetyczny rozróżniamy transformatory powietrzne (korpus transformatora wykonany z dielektryka o przenikalności magnetycznej względnej bliskiej jedności) i transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym o bardzo dużych wartościach przenikalności magnetycznej względnej sięgających wielu tysięcy.