Ο μετασχηματιστής είναι μια ηλεκτρική μηχανή της οποίας η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει μια τιμή εναλλασσόμενου ρεύματος σε μια άλλη. Οι μετασχηματιστές λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα. Αυτά τα μηχανήματα έχουν λάβει την ευρύτερη διανομή, καθώς η ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να μεταδίδεται σε μεγάλες αποστάσεις σε τάσεις που είναι πολύ υψηλότερες από το επίπεδο που είναι απαραίτητο για την τροφοδοσία της βιομηχανίας ή για χρήση στο σπίτι. Έτσι, η χρήση μετασχηματιστή καθιστά δυνατή τη μείωση των απωλειών ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη μετάδοσή του και την αύξηση της ποιότητας της διαδικασίας. Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά αυτού του μηχανήματος είναι η απόδοση του μετασχηματιστή, δηλαδή η απόδοση. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι ο λόγος μετασχηματισμού, ο οποίος καθορίζεται από τον λόγο της τάσης εισόδου προς την τάση εξόδου.
Ένας μετασχηματιστής είναι συνήθως μια στατική συσκευή. Ένας συμβατικός μετασχηματιστής (και υπάρχουν διάφοροι τύποι) αποτελείται από έναν πυρήνα, ο οποίος συναρμολογείται από σιδηρομαγνητικές πλάκες, καθώς και από δευτερεύουσες και πρωτεύουσες περιελίξεις, που βρίσκονται απέναντι από τον πυρήνα. Όπως αναφέρθηκε ήδη, υπάρχουν κύριοι τύποι μετασχηματιστών: αύξηση (η τάση εξόδου είναι μεγαλύτερη από την είσοδο) καιβήμα προς τα κάτω (η τάση στην έξοδο είναι μικρότερη από την είσοδο). Μία από τις σημαντικές προϋποθέσεις για τη λειτουργία της συσκευής είναι μία συχνότητα τάσης.
Για να προσδιορίσουμε την απόδοση ενός μετασχηματιστή, εισάγουμε τον ακόλουθο συμβολισμό:
- P1 - ηλεκτρική ισχύς που καταναλώνεται από τον μετασχηματιστή,
- P2 - ισχύς εξόδου,
- PL είναι η απώλεια ισχύος.
Σε αυτήν την περίπτωση, ο νόμος διατήρησης της ενέργειας θα έχει τη μορφή: P1=P2+ PL. Χρησιμοποιώντας αυτές τις σημειώσεις, είναι εύκολο να εξαχθεί ο τύπος για την απόδοση ενός μετασχηματιστή. Ο τύπος απόδοσης θα μοιάζει με αυτό: n=P2/ P1=(P1- PL)/ P1=1- PL/ P1. Όπως μπορείτε να δείτε, μπορεί να παρουσιαστεί σε διάφορες εκδόσεις. Από τον τελευταίο τύπο μπορεί να φανεί ότι η απόδοση του μετασχηματιστή δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 1 (δηλαδή, είναι αδύνατο να ληφθεί απόδοση μεγαλύτερη από εκατό τοις εκατό). Αυτό είναι κατανοητό.
Ο σωστός υπολογισμός της απόδοσης ενός μετασχηματιστή είναι ένα πιο περίπλοκο ζήτημα από ό,τι φαίνεται με την πρώτη ματιά. Κατά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη κυκλωμάτων και τη συνολική σχεδίαση ενός μετασχηματιστή ή μιας σειράς μετασχηματιστών συγκεκριμένου τύπου, οι μηχανικοί σχεδιασμού συχνά αντιμετωπίζουν ορισμένα προβλήματα. Για παράδειγμα, για να μειωθεί το κόστος ενός μετασχηματιστή, είναι απαραίτητο να ελαχιστοποιηθεί η κατανάλωση υλικών. Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, για να γίνει η συσκευή πιο αξιόπιστη στη λειτουργία, θα πρέπει να αυξηθεί η κατανάλωση αυτών των υλικών.
Για αυτούς τους αντικρουόμενους λόγους η απόδοση ενός μετασχηματιστή είναι συνήθως τυπική, ομαλοποιώντας έτσι τις απώλειες. Κατά τον προσδιορισμό της τιμής του συντελεστήΗ απόδοση του μετασχηματιστή πρέπει να λαμβάνει υπόψη το κόστος των υλικών, το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας και των γραμμών μεταφοράς, δηλαδή να λαμβάνει υπόψη πολλούς οικονομικούς παράγοντες. Η απόδοση ενός μετασχηματιστή μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το φορτίο και αυτός ο παράγοντας πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό αυτής της μονάδας.
