Transformator

Table of contents

1 Transformatoren kort fortalt 2 Sådan virker en transformator 3 Mål og egenskaber for en transformator 4 Begrænsning af hvirvelstrømstab 5 Transformatorer i radioudstyr 6 Litzetråd 7 Krydsviklede spoler 8 Se også 9 Eksterne henvisninger

Transformatoren kort fortalt

Sådan virker en transformator

De to frie ender af den ene trådvikling, den såkaldte primærvikling, tilsluttes en vekselstrømskilde - derved danner denne vikling et magnetfelt som skifter retning og styrke med samme frekvens som vekselstrømmen.

I den anden trådvikling, sekundær-viklingen, inducerer det vekslende magnetfelt en elektrisk strøm, og derved kommer sekundærviklingen i sig selv til at fungere som en vekselstrømskilde - selv om der ikke er nogen "direkte" (galvanisk) forbindelse mellem den oprindelige vekselstrømskilde og transformatorens sekundære trådvikling.

Mål og egenskaber for en transformator

En af transformatorens primære anvendelser er at omsætte vekselstrøm ved én spænding og strømstyrke, til vekselstrøm ved en anden spænding og strømstyrke. Dette opnås ved at have forskellige antal vindinger (antal gange tråden er ført rundt om kernen) i hhv. primær og sekundærviklingen, idet spændingerne over de to tråde er ligefrem proportionale med antallet af vindinger.

For at overholde den klassiske fysiks lov om energiens bevarelse, skal den elektriske effekt der omsættes i primær- og sekundær-kredsløbet være lige store i den ideelle, tabsfri transformator (I en praktisk transformator er der altid en lille smule tab, som viser sig ved at transformatoren bliver "håndlun" eller decideret varm når den har arbejdet i nogen tid). Som en følge af energiens bevarelse samt primær- og sekundær-spændingernes proportionalitet med antallet af vindinger, er strømstyrken i primær- og sekundær-kredsløbene omvendt proportionale med antallet af vindinger.

Begrænsning af hvirvelstrømstab

Havde man brugt en massiv jernblok som kerne i transformatoren, ville der dannes hvirvelstrømme - elektriske strømme der "løber i ring" inde i den elektrisk ledende jernkerne. Dette hvirvelstrømstab (der giver sig til kende ved at transformatoren bliver varm) begrænses, men elimineres ikke helt, af at kernen deles op i tynde, elektrisk isolerede plader.

Transformatorer i radioudstyr

I radioteknisk udstyr bruges transformatorer også til impedanstilpasning - disse transformatorer arbejder dog ved så høje frekvenser, at metoden med den lagdelte kerne ikke fungerer, fordi de dannede hvirvelstrømme her kan "cirkulere" inden i de enkelte, isolerede jernplader.

Skal en transformator til brug ved høje frekvenser forsynes med en kerne, laves denne ofte af ferrit, som er pulveriseret jern indstøbt i et elektrisk isolerende stof. De enkelte jernkorn er for små til at selv højfrekvente hvirvelstrømme kan dannes, men tilsammen forbedrer de den magnetiske induktion mellem de to trådviklinger.

Litzetråd

Formålet med litzetråd er at tage højde for strømfortrængningen for vekselstrømme, ved at øge ledningens yderzone. Strømfortrængning er et fysisk fænomen, som har den virkning, at strømmen hovedsageligt løber i yderzonen af en leder. For f.eks. 50 Hz løber 95% af strømmmen i de yderste 7-9 mm kobber.

En massiv kobberstang med f.eks. en radius på 50 mm er ligesågod en leder for 50 Hz som et kobberrør med samme radius, men med en godstykkelse på 7-9 mm.

For langbølgesignaler på ca. 100-500 kHz er strømmens indtrængningsdybde langt mindre, end for 50 Hz.

De 3 spoler foroven til venstre i billedet, er også vilket med litzetråd.

Krydsviklede spoler

Se også

• Elektrisk spole
• Elektromagnetisme
• Elektronik
• Impedanstilpasning

• Alan Sharp: Output Transformer design: Skin depth at various spot frequencies Citat: "...The depth of penetration is given by: D = 66/SQRT(F). D is the skin depth in mm, SQRT is square root of, F is frequency in Hz..."

Denne artikel er fra Wikipedia. Læs artiklen hos Wikipedia.