ترانسفورماتور چیست؟

سیم پیچ یا ترانسفورماتور وسیله ای است که توانایی القای انرژی الکتریکی از یک سیم پیچ به سیم پیچ مقابل را دارد و در بعضی ترانسها این القا باعث افزایش ولتاژ و در بعضی دیگر هم باعث کاهش ولتاژ می شود. به طور کلی یک ترانس را برای اعمال تغییرات در ولتاژ و جریان به کار می برند.

انواع ترانس:

ترانس کاهنده: ترانسی است که ولتاژ را کم کرده و در عوض جریان را می تواند بیشتر کند که آن هم به نوع سیم پیچی آن بستگی دارد.

ترانس افزاینده: به ترانسی گفته می شود که باعث افزایش ولتاژ و کاهش جریان می شود و در تلوزیون ها کاربرد زیادی دارد.

ساختمان ترانسفورماتور:

یک ترانسفورماتور تشکیل شده از دو سیم پیچ که در مقابل یکدیگر قرار دارند و هیچ اتصالی به یکدیگر نداشته و فقط اثر القایی بر روی یکدیگر دارند، به یک طرف سیم پیچ که ولتاژ را اعمال میکنیم طرف اولیه و به طرف دیگر طرف ثانویه می گویند.

طریقه محاسبه ولتاژ ثانویه ترانس:

به طور کلی هر چه تعداد دور سیم پیچ ثانویه کم باشد ولتاژ ثانویه یا خروجی کم و جریان آن زیاد می شود که به سطح مقطع سیم نیز بستگی دارد و دارای فرمولهای مخصوصی است. 

فهمیدن جریان ترانس از ظاهر آن:

به طور کلی هر چه وزن یک ترانس زیادتر و در مقابل حجم آن بیشتر و سیم آن ظخیم تر باشد آمپر بالاتری دارد.

طریقه تست کردن ترانس:

دو سر اهم متر را به دو سر اولیه ترانس و سپس به دو سر ثانویه ترانس می زنیم و باید عقربه اهم متر در هر دو مرحله حرکت کند و اهمی کم را نشان دهد در غیر اینصورت اگر اهم کاملا صفر (اتصال کوتاه) و یا بی نهایت (قطع) را نشان دهد ترانس معیوب است. در ضمن پایه های سیم پیچ اولیه نسبت به ثانویه باید اهم بی نهایت را نشان دهند. 

طریقه تعمیر کردن ترانس: 

در بیشتر ترانس ها معمولا فقط سیم رابط بین سیم پیچ و سیم خروجی که ما با آن سرو کار داریم قطع می شود و فقط کافیست نوار روی سیم پیچ را به آهستگی کنار بزنیم و یا باز کنی به طوری که سیم پیچ صدمه نبیند و سپس هر سیمی که قطعی دارد را مجددا وصل نماییم.

کاربرد ترانسفورماتور در شبکه قدرت:

امروزه در بسیاری از صنایع مربوط به برق از ترانسفورماتور استفاده می شود. مهم ترین کاربرد ترانسفورماتور در شبکه برق است که وظیفه افزایش ولتاژ در سمت تولیدکننده و کاهش ولتاژ در سمت مصرف کننده است. این افزایش و کاهش ولتاژ، باعث کاهش تلفات انتقال انرژی الکتریکی از تولیدکننده به مصرف کننده می شود. در این کاربرد از ترانسفورماتورهای نوع سه فاز استفاده می شود. در تمامی دستگاه های مصرف کننده انرژی الکتریکی که در آن ها نیاز به کاهش یا افزایش ولتاژ است، از ترانسفورماتور استفاده می شود. برای اندازه گیری ولتاژ و جریان شبکه برق در پست های الکتریکی از ترانسفورماتور هایی به ترتیب به صورت موازی و سری در مدار استفاده می گردد. در کاربردهای حفاظتی نیز ترانسفورماتور جهت ایزولاسیون الکتریکی در تجهیزات الکتریکی نیز از ترانسفورماتور های ایزولاسیون کاربرد دارد. کاربرد ترانسفورماتور به شبکه قدرت محدود نمی شود.

کاربرد ترانسفورماتور در صنعت:

انرژی الکتریکی پس از تولید در نیروگاه و انتقال به مصرف کننده، به شکل‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه‌های مصرف کننده انرژی الکتریکی به نحوی طراحی شده‌اند که از برق تولیدی شبکه قدرت به همان شکل و همان سطح ولتاژ استفاده کنند. اما در برخی از کاربردها نیاز است تا سطح ولتاژ شبکه تغییر کند و بعد از آن مورد استفاده قرار بگیرد. به عنوان مثال یک ترانسفورماتور معمولی جوشکاری را در نظر بگیرید که برای ایجاد جریان بالا در خروجی، سطح ولتاژ را کاهش می‌دهد یا یک منبع تغذیه آزمایشگاهی یا صنعتی همین عمل را در سطح ولتاژ دلخواه انجام می‌دهد. در برخی موارد نیز هدف فقط ایزولاسیون الکتریکی به منظور مسائل حفاظتی است که از ترانسفورماتور یک به یک استفاده می‌شود.

کاربرد ترانسفورماتور در الکترونیک قدرت:

تمامی کاربردهایی که در بالا عنوان شد کاربردهایی هستند که در آن ها از ترانسفورماتورهایی که در فرکانس برق شهر کار می کنند، استفاده می شود ولی با پیشرفت علم الکترونیک قدرت، استفاده از ترانسفورماتورهای فرکانس بالا نیز رایج شده است. در تمامی مبدل های الکترونیک قدرت که ولتاژ خروجی آن ها ایزوله است از ترانسفورماتور استفاده شده است. در این مبدل ها ابتدا برق AC شهر DC می شود و سپس با سوئیچینگ در فرکانس بالا، برق AC با فرکانس بالا تولید می گردد و سپس از یک ترانسفورماتور فرکانس بالا برای کاهش یا افزایش ولتاژ و همچنین ایجاد ایزولاسیون استفاده می گردد. ترانسفورماتور فرکانس بالا از نظر ابعادی بسیار کوچکتر از ترانسفورماتور با فرکانس برق شهر است و جنس هسته آن نیز به جای آهن از فریت است. در عمده مدارات الکترونیک قدرت می توان ترانسفورماتورهایی با ابعاد و توان های مختلف پیدا کرد.