Tarnsformatör ne demektir? Transformatörlerin özellikleri, çalışma prensipleri, nasıl çalışır hakkında bilgi.
İki ayrı sekonder bobini olan alçaltıcı
Transformatörler; elektrik santrallerinde enterkonekte şebekelerin taşıdığı gayet yüksek gerilimleri (100 000 volt mertebesindeki gerilimleri) evlerde kullanılan 220 volta düşürmek için kullanılmaktadır. Detektör devresinde radyo anteninden gelen alternatif işaret transformatör vasıtasıyla diyot tübüne aktarılır. Transformatörün kullanıldığı daha bir çok yer vardır. Bunların hepsi de ortak bir temele dayanmaktadır.
Daima transformatöre bağlı en az iki devre vardır. Alternatif akım transformatör vasıtasıyla bir devreden ötekine aktarılır, fakat doğru akım durdurulur. Ve genellikle elektriksel işaret transformatörden geçerken gerilimi değişir.
En basit şekliyle transformatör ayrı bir demir göbek üzerine sarılmış, yalıtkanla kaplı telden iki ayrı sargıdan ibarettir. Bobinlerden her biri ayrı birer devrenin bir kısmını teşkil eder. Transformatörün bobinlerinden birisinden, yahut primerinden bir akım akar, ikinci bobinden, yahut sekonderden de tıpkı birinci akıma benzeyen başka bir akım akar. Bir bobinden bir elektrik akımı geçtiği zaman bu bobin bir mıknatıs gibi olur. Buna elektromagnetizma olayı denir ve gerek doğru akım, gerekse alternatif akım tarafından meydana getirilir. Mıknatıs yalnız kendisine değen şeyleri değil yakınında bulunanları da etkiler. Yani mıknatıs kendi etrafında bir magnetik alan yaratır. Eğer primerden bir doğru akım geçiyorsa meydana gelen alan sabittir, alternatif akım geçiyorsa değişen bir alan meydana gelir. Bobini demirden yapılmış bir halka üzerine sarmakla alan halkasının içerisine toplanır (kuvvetli magnetik alanlar dâima içinde demir bulunan alaşımlar kullanarak elde edilir). Transformatörün her iki bobini de aynı demir halka üzerine sarılmıştır, bundan dolayı sekonder primerin meydana getirdiği alanın içerisinde bulunmaktadır. Primerdeki doğru akımın meydana getirdiği sabit alan sekonderde faydalı bir etki yapmaz. Fakat alternatif akımın şiddeti değiştikçe, bununla birlikte meydana gelip kaybolan bir magnetik alan doğurur ve bu alan sekonderdşn akan değişken bir akımı indükler (tabii sekonder devresi tamamlanmış olmak şartıyla). Aslında sekonder akımı primer akımının değişme hızı ile (yani magnetik alanın meydana gelip kaybolma hızı ile) orantılıdır. Primer akımı değişmezse gelen işaret primere verilen işarete çok benzer. Fakat gerilimi daha büyük veya daha küçük olabilir, akımı da daha küçük veya daha büyük olabilir. Bunun sebebi iki bobindeki sarım sayılarının birbirinden farklı olmasıdır. Her bir bobinin uçları arasındaki gerilim bobindeki halkaların sayısı ile orantılıdır ve ideal bir transformatörde, transformatöre verilen gerilimin transformatörden çıkan gerilime oranı primerdeki sarımın sekonderdeki sarım sayısına oranına eşitir. Primerde 10, sekonderde 50 sarım olsun. O halde primer bobinine bir volt geldiği zaman sekonder bobininin uçlarında 5 volt olacaktır. Bunlardan daha önemli olarak transformatörün gücü primerde sekondere aktarması gerekir. Genellikle elektriğe bir iş yaptırılır ve güç bu işin yapılma hızıdır. Elektrik gücü akım ile gerilimin çarpımına eşittir:
Güç (watt cinsinden) = Amper x Volt
1 volt altında 2 amper akıyorsa güç 2 watt’tır. Bu güç primerden sekondere aktarılacaktır. 2 watt’lık güç sekonderden geçer, fakat bu sefer gerilimi 5 volttur. Sekonderdeki akım acaba ne olur?
Akım= Güç (watt cinsinden) / Gerilim
Akım = 2 watt/5 volt = 2/5 Amper
Öyleyse seksonderden akabilecek olan maksimum akım 2/5 amper’dir. Elektrik şebekelerinde transformatör kullanılmasında bu prensibe dayanılır, burada transformatör fazla enerji ziyan etmeden gerilimi yükseltip akımı azaltmak suretiyle gücü bir taraftan ötekine aktarır. (Isınma dolayısıyla kaybolan güç, I akım ve R direnç olmak üzere, I²R’dir.) Bu şekildeki transformatörlere gerilimi yükseltici transformatör denir. Gerilim alçaltıcı transformatörler hattın sonundaki gerilimi daha tehlikesiz bir değere indirir. Telefonda transformatör işaret gerilimini yaklaşık olarak iki defa yükseltir ve akımı, dolayısıyla teller boyunca dirençte meydana gelen kaybı azaltır. Aynı zamanda alternatif işareti mikrofondan geçen doğru akımdan ayırır. Radyoların besleme devresinde kullanılan iki yollu doğrultucudur. Transformatörün sekonder bobini, her biri bir diyoda bağlanan iki parçaya ayrılmıştır. Bazı transformatörlerde bir tek primer bir çok sekondere güç aktarabilir.
Transformatörün kullanıldığı çok önemli başka bir yerde empedans uydurulmasıdır. Transformatör elektriksel işaretin gerilimini değiştirdiği kadar primer ve sekonder devrelerindeki efektif direnci de değiştirmektedir.
