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I trasformatori elettrici sono dispositivi costituiti da due o più bobine di filo e vengono utilizzati per trasferire energia elettrica mediante un campo magnetico variabile. I cambiamenti di tensione e corrente sono tipicamente ciò che avviene durante il processo di trasferimento di energia. La tensione CA può essere modificata in entrambe le direzioni utilizzando trasformatori. I trasformatori sono utilizzati in quasi tutti i sistemi elettrici moderni.
I trasformatori non producono energia elettrica; piuttosto, utilizzano l’accoppiamento magnetico per spostare l’energia elettrica esistente da un circuito di corrente alternata (CA) a un altro. Gli avvolgimenti, detti anche bobine, sono i cosiddetti avvolgimenti di un trasformatore. Il nucleo del trasformatore serve a fornire un canale controllato per il flusso magnetico generato all’interno del trasformatore dalla corrente che scorre attraverso gli avvolgimenti. Il trasformatore fondamentale è costituito da quattro componenti primari in totale. La connessione di ingresso, la connessione di uscita, gli avvolgimenti o bobine e il nucleo sono i componenti che compongono questa sezione.
Connessioni di ingresso – Questo è chiamato lato primario poiché su questo lato viene collegata l’energia elettrica da modificare.
Connessioni di uscita – Il carico è collegato al lato di uscita del trasformatore, noto anche come lato secondario. Qui è dove viene fornita l’energia elettrica. La quantità di energia elettrica in entrata può essere aumentata o diminuita e ciò è determinato dai requisiti del carico.
Avvolgimento – L’avvolgimento primario e l’avvolgimento secondario sono i due tipi di avvolgimenti che si possono trovare nei trasformatori. L’avvolgimento responsabile del prelievo di elettricità dalla sorgente è chiamato avvolgimento primario. L’avvolgimento secondario è la bobina responsabile di fornire al carico l’energia alla tensione trasformata o alterata. Per ridurre la quantità di flusso prodotto, queste due bobine vengono generalmente suddivise in poche bobine diverse.
Nucleo – Il flusso magnetico prodotto all’interno del trasformatore ha bisogno di una strada da percorrere in modo diretto, e il nucleo del trasformatore serve a questo scopo. Nella maggior parte dei casi, il nucleo non è un singolo pezzo di acciaio solido ma piuttosto un edificio costituito da numerose lamine sottili o strati di acciaio legati insieme. Questo edificio viene utilizzato per contribuire all’eliminazione e alla riduzione del riscaldamento.
Trasformatori di impulsi – I trasformatori di impulsi sono trasformatori miniaturizzati installati su circuiti stampati e utilizzati nei dispositivi elettrici per produrre impulsi con un’ampiezza predeterminata. Questi trasformatori forniscono un circuito di carico digitale con impulsi di ampiezza costante isolandolo come carico digitale.
Trasformatori audio – Sarebbe più accurato classificare i trasformatori utilizzati nell’industria elettronica in base alla gamma di frequenza in cui sono in grado di funzionare. I trasformatori audio sono un tipo specifico di trasformatore elettronico che può funzionare a una gamma di frequenze che va da 20 Hz fino a 20 kHz. Si tratta in genere di trasformatori di rete di dimensioni più piccole e hanno un nucleo EI laminato come i trasformatori di rete standard che funzionano a 60 Hz. Questi trasformatori possono aumentare o diminuire la loro uscita. L’adattamento dell’impedenza è la funzione primaria di un trasformatore audio, motivo per cui questi dispositivi sono progettati per non avere quasi nessuna reattanza. Un trasformatore audio può contenere un numero di bobine primarie e secondarie, ciascuna delle quali può essere divisa dall’altra o con presa centrale.
SE Trasformatori – Per sintonizzare i segnali ad una frequenza intermedia vengono utilizzati trasformatori IF. Si tratta di trasformatori schermati che in genere hanno un nucleo di ferrite ad alta permeabilità al centro del dispositivo.
Trasformatori RF – I trasformatori elettronici utilizzati a radiofrequenza sono chiamati trasformatori RF. Questi possono essere trasformatori a filo avvolto come trasformatori di utilità o possono essere trasformatori di linea di trasmissione. I trasformatori a filo avvolto con nucleo toroidale in polvere di ferro sono i più comuni. I trasformatori RF con nucleo in aria vengono utilizzati per applicazioni ad alta potenza. Mentre i trasformatori con nucleo in ferro in polvere hanno un’elevata permeabilità e autoschermatura, i trasformatori con nucleo in aria sono molto più efficienti dal punto di vista energetico, sebbene abbiano EMI significative. Questi trasformatori sono anche chiamati trasformatori a banda larga e vengono utilizzati per una gamma di frequenze compresa tra 3 MHz e 30 MHz. A frequenze più elevate vengono utilizzati trasformatori di linea di trasmissione come antenne a quarto d’onda. Possono essere linee parallele o cavi coassiali.
Nel campo dell’elettronica, i trasformatori vengono utilizzati per una varietà di scopi, tra cui l’aumento o la diminuzione delle tensioni, l’adattamento delle impedenze, la creazione di impulsi, l’accoppiamento e l’isolamento.
Le specifiche dei trasformatori elettronici, inclusa la tensione primaria, la tensione secondaria e la potenza nominale, sono generalmente stampate sui trasformatori stessi. Questa è una pratica comune nel campo dell’elettronica. Nella maggior parte dei casi, vengono utilizzate combinazioni di colori allo scopo di identificare i conduttori della bobina primaria, dell’avvolgimento secondario e della presa centrale.
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