Hvordan virker en toroidal transformator?

En transformer ændrer en vekselstrøm (AC) spænding fra et niveau til et andet uden brug af bevægelige dele. Sandsynligvis det enkleste af alle elektriske enheder, kan transformeren findes i små batteriopladere eller massive strømforsyningsstationer. Den toroidale transformator, der er formet lidt som en donut, har særlige fordele i forhold til andre formede transformatorer.

Vekselstrøm

Vekselstrømspænding ændrer retninger i det, der kaldes et sinusbølge mønster. Standard vekselstrøm spænding starter ved null volt og stiger til sin positive top går i en retning langs ledningen og falder derefter til nul volt i den første halvdel af en cyklus. Det stiger derefter til sin højde i modsat retning og falder tilbage til nul igen. Det gør dette 60 gange i sekundet, hvilket skaber det såkaldte 60 cykler eller 60 Hertz (Hz).

Den primære spole

Indgangen på en toroidal transformer forbinder til den primære, en spole indpakket omkring en donutformet ferromagnetisk kerne. Da elektriciteten passerer gennem spolen, bygger den et positivt magnetfelt, der stiger til en top. Magnetfeltet falder sammen, idet spændingen falder til nul i første halvdel af cyklussen. Strømmen opbygger derefter et negativt magnetfelt, da elektriciteten passerer gennem spolen i modsat retning. Det negative magnetfelt falder sammen, når spændingen vender tilbage til nul.

Sekundærspolen

Når de positive og negative magnetfelter bygger og kollapser, passerer de gennem en anden trådspole, der vikles rundt om samme kerne, kaldet den sekundære. Da disse magnetfelter passerer gennem sekundærviklingen, producerer de udgangsspændingen. Mængden af ​​spænding, de producerer afhænger af antallet af trådspoler i sekundæret i forhold til det primære. Et spoleforhold på 2: 1 vil halvere spændingen, og et forhold på 1: 2 vil fordoble det.

Core

Kernen eller en toroidformet transformer bruger en tæt indpakket stribe af stål lidt som en urfjeder. Denne specielt fremstillede spole forbedrer bygningen og sammentrækningen af ​​de magnetiske felter og hjælper dem med at fremkalde spændingen i sekundæret, hvilket gør transformatoren mere effektiv, fordi mere spænding faktisk bliver induceret fra primær til sekundær. En solid ferromagnetisk kerne i form af en "E" eller en firkant og i en traditionel transformer ville have langt mindre effektivitet.

Toroidale fordele

På grund af dens højere effektivitet til tilsvarende anvendelser , den toroidale transformator kan være op til 50 procent mindre, lettere. Det fungerer også mere stille og producerer mindre humming noise. Som et resultat af sin runde form skaber de magnetfelter, der opstår, forbliver inden i transformatoren, hvilket forårsager mindre interferens med tilstødende kredsløb. Dette gør det til det ideelle valg for transformere i højt koncentrerede miljøer, hvor interferens kan være kritisk. Det monteres også lettere på trykte kredsløb.