Transformatör
Kısa tanım
Transformatör, alternatif akımın gerilimini elektromanyetik indüksiyonla yükselten ya da düşüren, hareketli parçası olmayan elektrik makinesidir.
Diğer adları: Trafo, Dönüştürücü
Santralde üretilen elektrik yüksek gerilimle taşınır, evine ise 230 volt olarak gelir. Bu dönüşümü yapan cihaz, halk arasında trafo denen transformatördür. Telefon şarj adaptöründen şehir trafo merkezlerine kadar her ölçekte karşına çıkar.
Nasıl çalışır?
Ortak bir demir çekirdek üzerine iki sargı sarılır. Birincil (primer) sargıdan geçen alternatif akım çekirdekte değişken bir manyetik akı oluşturur; bu akı ikincil (sekonder) sargıda gerilim indükler. Doğru akımda akı değişmediği için transformatör çalışmaz.
Temel formül
İdeal transformatörde: Vp / Vs = Np / Ns = Is / Ip. Örnek: Primer 230 V, primer sarım sayısı 1.000, sekonder sarım sayısı 100 ise sekonder gerilim 230 × 100 / 1.000 = 23 V olur. Sekonderden 2 A çekilirse primerden ideal durumda 0,2 A akım çekilir; güç her iki tarafta 46 VA'dır. Sarım oranı ve akım hesaplarını transformatör hesaplama aracında yapabilirsin.
Gerçek transformatörde kayıplar
- Bakır kayıpları: Sargı dirençlerinde ısıya dönüşen enerji; yük arttıkça büyür.
- Demir kayıpları: Çekirdekteki histerezis ve girdap akımı kayıpları; yükten bağımsıza yakındır.
Büyük güç transformatörlerinin verimi %98'in üzerine çıkabilir; küçük adaptörlerde verim daha düşüktür.
Güç birimi neden kVA?
Transformatörler etiketinde kW değil kVA ile anılır, çünkü ısınmayı belirleyen akım ve gerilimdir; bağlanan yükün güç faktörü bilinmez. Gerçek güç P = S × cos φ ile bulunur; bu dönüşümü kVA kW dönüştürücüde yapabilirsin. Üç fazlı sistemlerde hesap 3 faz güç hesaplama ile yapılır.