Transformatör, cihazı bir alternatif akım değerini diğerine dönüştürmek için tasarlanmış bir elektrik makinesidir. Transformatörler alternatif akımla çalışır. Bu makineler en geniş dağıtımı aldı, çünkü elektriğin, endüstriye güç sağlamak veya evde kullanım için gerekli olan seviyeden çok daha yüksek voltajlarda uzun mesafelerde iletilmesi gerekiyor. Böylece, bir transformatörün kullanılması, iletimi sırasında elektrik kayıplarını az altmayı ve işlemin kalitesini artırmayı mümkün kılar. Bu makinenin en önemli özelliklerinden biri de transformatörün verimi yani verimidir. Bir diğer önemli özellik, giriş voltajının çıkış voltajına oranı ile belirlenen dönüşüm oranıdır.
Bir transformatör genellikle statik bir cihazdır. Geleneksel bir transformatör (ve birkaç tip vardır), ferromanyetik plakalardan birleştirilmiş bir çekirdekten ve ayrıca çekirdeğin karşısına yerleştirilmiş ikincil ve birincil sargılardan oluşur. Daha önce de belirtildiği gibi, ana transformatör türleri vardır: yükseltme (çıkış voltajı girişten daha büyüktür) vedüşürme (çıkıştaki voltaj giriştekinden daha azdır). Cihazın çalışması için önemli koşullardan biri bir voltaj frekansıdır.
Bir transformatörün verimliliğini belirlemek için aşağıdaki gösterimi sunuyoruz:
- P1 - transformatör tarafından tüketilen elektrik gücü,
- P2 - çıkış gücü,
- PL güç kaybıdır.
Bu durumda, enerji korunumu yasası şu şekilde olacaktır: P1=P2+ PL. Bu gösterimleri kullanarak, bir transformatörün verimliliği için formül türetmek kolaydır. Verimlilik formülü şöyle görünecektir: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Gördüğünüz gibi, birkaç versiyonda sunulabilir. Son formülden, transformatörün veriminin 1'den fazla olamayacağı görülebilir (yani, yüzde yüzden fazla bir verim elde etmek imkansızdır). Bu anlaşılabilir.
Bir transformatörün verimliliğini doğru bir şekilde hesaplamak, ilk bakışta göründüğünden daha karmaşık bir konudur. Tasarım mühendisleri, devreleri tasarlarken ve geliştirirken ve bir transformatörün veya belirli bir tipteki bir dizi transformatörün genel tasarımını yaparken genellikle belirli sorunlarla karşılaşırlar. Örneğin bir transformatörün maliyetini düşürmek için malzeme tüketimini en aza indirmek gerekir. Ancak diğer yandan cihazı çalışır durumda daha güvenilir hale getirmek için bu malzemelerin tüketiminin arttırılması gerekecektir.
Bu çelişkili nedenlerden dolayı, bir transformatörün verimliliği genellikle standart hale getirilir, böylece kayıplar normalleştirilir. Katsayının değeri belirlenirkenTransformatörün verimliliği, malzeme maliyetini, elektrik ve iletim hatlarının maliyetini, yani birçok ekonomik faktörü hesaba katmalıdır. Bir transformatörün verimliliği yüke göre değişebilir ve bu birim tasarlanırken bu faktör de dikkate alınmalıdır.
