Trasformatore toroidale: tutto quello che c'è da sapere

trasformatore toroidale

I trasformatori (come trasformatore toroidale) sono componenti ampiamente utilizzato in molti dispositivi. Soprattutto in quelli che utilizzano la DC, poiché permettono di passare dalle alte tensioni della rete elettrica a cui questi dispositivi sono collegati a tensioni più basse a cui lavorano solitamente (12v, 5v, 3.3v...) per poi trasformare da AC a CC usando il resto delle fasi di a alimentazione.

La sua importanza è tale che dovresti saperlo come funziona questo tipo di trasformatori e le loro applicazioni, nonché dove e come acquistarne uno per i tuoi progetti, ecc. Tutti questi dubbi saranno risolti con questa guida...

Cos'è un trasformatore?

diagramma del trasformatore

Un transformador È un elemento che permette di passare da una tensione di corrente alternata ad una diversa. Può anche trasformare l'intensità della corrente. In ogni caso, manterrà sempre intatti la frequenza del segnale e i valori di potenza. Cioè, isofrequenza e isopotenza ...

Quest'ultimo parametro non vale, sarebbe un trasformatore teorico ideale, poiché in pratica ci sono perdite sotto forma di calore, uno dei maggiori problemi di questi componenti. Ecco perché si è passati dall'utilizzo di nuclei ferrosi solidi alla loro laminazione (lamiere di acciaio al silicio con isolamento tra di loro) per ridurre le correnti parassite o correnti parassite.

Per raggiungere il suo scopo, l'elettricità che entra attraverso il suo avvolgimento di ingresso viene trasformata in magnetismo a causa dell'avvolgimento e del nucleo metallico. Quindi, il magnetismo che scorre attraverso il nucleo metallico indurrà una corrente o una forza elettromagnetica nell'avvolgimento secondario per fornire detta corrente alla sua uscita. Naturalmente, il filo conduttore degli avvolgimenti ha una specie di vernice isolante in modo che, sebbene siano avvolti, non entrino in contatto tra loro.

Il modo per poter passare da una tensione all'altra è giocare con il numero di spire o spire di filo di rame nell'avvolgimento primario e secondario. Secondo Legge di Lenz, la corrente deve essere alternata affinché si verifichi questa variazione di flusso, quindi un trasformatore non può funzionare con corrente continua.

Come puoi vedere nell'immagine sopra, il rapporto Tra le bobine la tensione e l'intensità è molto semplice. Dove N è il numero di spire dell'avvolgimento (P = primario, S = secondario), mentre V è la tensione (P = applicata al primario, S = uscita del secondario), oppure I uguale alla corrente...

da esempio, Immagina di avere un trasformatore con 200 spirali nel primario e 100 spirali nel secondario. Ad esso viene applicata una tensione di ingresso di 200 V. Quale tensione apparirà all'uscita del secondario? Molto semplice:

200/100 = 220 / V

2 = 220 / v

v = 220/2

v = 110 v

Vale a dire, avrà trasformato l'ingresso 220v in 110v alla sua uscita. Ma se il numero di giri è invertito nell'avvolgimento primario e secondario, accadrebbe il contrario. Ad esempio, immagina che la stessa tensione primaria di 220 V sia applicata al primario, ma il primario ha 100 spire e il secondario ha 200 spire. Al investire Questo:

100/200 = 220 / V

0.5 = 220 / v

v = 220/0.5

v = 440 v

Come puoi vedere, in questo caso la tensione è raddoppiata ...

Cos'è un trasformatore toroidale?

diagramma del trasformatore toroidale

Quanto detto per il trasformatore convenzionale vale anche per il trasformatore toroidale, sebbene questo abbia alcune caratteristiche diverse, oltre ad alcuni vantaggi. Ma il principio di funzionamento e i calcoli possono aiutarti a capire come funziona.

In geometria, un torid è una superficie di rivoluzione generata da un poligono o da una semplice curva piana chiusa che ruota attorno a una linea esterna complanare con la quale non si interseca. Cioè, in parole più semplici, è una specie di anello, ciambella o hula hoop.

Un trasformatore toroidale garantisce un flusso di dispersione inferiore, nonché perdite dovute a correnti parassite minori rispetto a un trasformatore convenzionale. Quindi si scalderanno meno e saranno più efficienti, oltre ad essere più compatti grazie alla loro forma.

Come i trasformatori convenzionali, potrebbero anche avere più di due avvolgimenti, ciò risulterebbe nella stessa bobina di ingresso e più bobine di uscita, ognuna delle quali potrebbe trasformarsi in una tensione diversa. Immaginiamo ad esempio che ce ne siano due, uno che va da 220v a 110v e uno che va da 220v a 60v, molto pratico per quegli alimentatori dove sono necessari più voltaggi differenti.

In questo caso, invece di generare il campo magnetico All'interno del nucleo metallico di forma quadrata, nel toro vengono generati cerchi concentrici. Al di fuori di esso il campo sarà zero, la forza di questo campo dipenderà anche dal numero di turni.

Un'altra particolarità è che il campo non è uniforme, è più forte vicino all'interno dell'anello e più debole all'esterno. Ciò significa che il campo diminuirà all'aumentare del raggio.

La relazione di Potencia l'ingresso e l'uscita sono variabili a seconda delle dimensioni e delle condizioni di lavoro, ma tendono quasi sempre ad essere superiori a quelli dei trasformatori convenzionali. Inoltre, poiché le perdite resistive di un trasformatore provengono dal filo di rame delle bobine e dalle perdite del nucleo, e poiché il toroide ha meno perdite, sarà più efficiente come ho già accennato prima.

applicazioni

Le applicazioni o usi sono simili a quelli dei trasformatori convenzionali. Il trasformatore toroidale è maggiormente utilizzato nel settore delle telecomunicazioni, degli strumenti musicali, dei dispositivi medici, degli amplificatori, ecc.

Vantaggi e svantaggi

Come sempre, il trasformatore toroidale ha i suoi vantaggi, ma ci sono anche alcuni inconvenienti. Fra i vantaggi comprendono:

  • Sono più efficienti.
  • Per la stessa induttanza di un normale solenoide, il toroide avrà bisogno di meno spire, quindi è più compatto.
  • Avendo il campo magnetico confinato al loro interno, possono essere posizionati vicino ad altri componenti elettronici senza interferenze da induttanze indesiderate.

Tra i svantaggi sono:

  • Sono più complicati da avvolgere rispetto a quelli convenzionali.
  • È anche più difficile sintonizzarsi.

Dove acquistare un trasformatore toroidale

Li trovi quasi ovunque negozio di elettronica specializzato, oppure puoi anche acquistarne uno da Amazon. Ad esempio, ecco alcuni consigli:

Come hai visto, sono diversi VA, 100VA, 300VA, ecc. Questo valore si riferisce al carico massimo ammissibile. Ed è misurato in volt per ampere.


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