Quale Dispositivo Accoppia Magneticamente Tensioni CA tra Circuiti? Il Trasformatore
Il dispositivo è un trasformatore. Trasferisce energia CA tra due (o più) circuiti attraverso un campo magnetico condiviso, con nessun collegamento elettrico diretto (isolamento galvanico).
Principio di Funzionamento
- Avvolgimento Primario: L'ingresso CA crea un flusso magnetico variabile nel tempo (\(\Phi\)) nel nucleo.
- Accoppiamento Magnetico: Il nucleo (acciaio laminato, ferrite o aria) guida il flusso verso l'avvolgimento secondario.
- Avvolgimento Secondario: Il flusso variabile induce tensione CA per la Legge di Faraday: \(V_s = -N_s \frac{d\Phi}{dt}\).
- Rapporto di Spire: \(\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}\) (ideale). Step-up (\(N_s > N_p\)) o step-down (\(N_s < N_p\)).
Perché Solo CA?
Una corrente (DC) statica produce flusso costante → \(\frac{d\Phi}{dt} = 0\) → nessuna tensione indotta. I trasformatori richiedono flusso variabile, quindi CA o DC pulsato.
Tipi Principali
- Trasformatori di Potenza: Distribuzione di rete (kV–MV), isolamento, autotrasformatori.
- Trasformatori Segnale/Impulso: Abbinamento d'impedenza, Ethernet (PoE), gate driver.
- Trasformatori di Corrente/Tensione (CT/PT): Strumentazione e protezione.
- Trasformatori/Balun RF: Trasformazione d'impedenza, conversione bilanciato-sbilanciato.
- Trasformatori Risonanti: Bobine di Tesla, convertitori LLC.
Specifiche Chiave
- Rapporto di spire / Rapporto di tensione
- Potenza nominale (VA/kVA)
- Gamma di frequenza
- Regolazione, efficienza, aumento di temperatura
- Tensione di isolamento (Hi-pot)