Transformatör nedir? Çalışma animasyonu

Trafo Konu Anlatımı

Trafo transformatör Nedir ?

1 . Dönüştürücü.
2 . halk ağzında Şehrin Elektrik akımını sağlayan transformatör kuruluşu.

Bir elektrik akımının gerilimini , şiddetini ya da biçimini değiştirmeye yarayan aygıttır.Trafo da deniliyor. Statik transformatör, bir devrenin elektrik enerjisinin , gerilimde veakım şiddetindeki değişme ile bir başka enerjiye dönüşmesini sağlayan elektromanyetik bir aygıttır. Bu transformatör hareketli hiç bir öğe içermez ( statik transformatör adı da buradan gelir.)

Transformatör, iki veya daha fazla elektrik devresini elektromanyetik indüksiyonla birbirine bağlayan bir elektrik aletidir. Bir elektrik devresinden diğer elektrik devresine, enerjiyi elektromanyetik alan aracılığıyla nakleder.Transformatörler elektrik enerjisinin belirli gücünde gerilim ve akım değerlerinde istenilen değişimi yapan makinelerdir.

Transformatör en basit halde, birbirine yakın konan iki sargıdan ibarettir. Eğer bu iki sargı ince demir levhaların üzerine sarılmışsa buna demir çekirdekli transformatör denir. Eğer demirsiz Plastik tüp gibi bir çekirdeğe sarılmışsa buna Hava çekirdekli transformatör denir. Sargılardan birine voltaj uygulanırsa, diğerinde de bir voltaj meydana gelir. Voltajın tatbik edilmesiyle ortaya çıkan akım, sargı etrafında bir manyetik alan doğurur. Bu alan, yakına konan diğer sargıda bir voltaj ortaya çıkarır. Ancak manyetik alanın daima değişerek çıkış sargısındaki voltajı devam ettirmesi gerekir. Birinci bobine tatbik edilen voltaj sabit olursa, diğer bobinde herhangi bir voltaj meydana gelmez. Ancak doğru akım sürekli olarak kapatılır ve açılırsa manyetik alan değişerek bir çıkış meydana gelir. Otomobillerde bulunan Radyo alıcısındaki vakum tüp bu prensiple çalışır.

Eğer her iki sargı tek bir demir çekirdeğe konur ve voltaj tatbik edilirse, demir çekirdek manyetize olur. Demir, uygun manyetik özelliklerinden dolayı tercih edilir ve bu suretle manyetik alan konsantre edilmiş olur. Bu yöntemle enerji kayıpları en düşük düzeyde kalır, verim % 97-99,9 gibi değerlere ulaşabilir.

Bir transformatörün çıkış sargısı, giriş sargılarından daha fazla sayıda ise çıkış voltajı büyüyecektir. Akım şiddetiyse, bu oranın tersiyle değişir. transformatörler yardımıyla gerilimi yükseltmek mümkün olduğu gibi, düşürmek de mümkündür. Transformatörün gücü manyetik alanın değişimine bağlı olduğundan, bu alan demir çekirdeği ısıtır. Bu sebepten demir çekirdekli transformatörler, genellikle 60 hertz’lik, düşük frekanslarda kullanılır. Demir çekirdeğin tek döküm olarak değil, ince levhalar şeklinde yapılması fazla ısınmayı önlemek içindir. Bu sebepten dolayı, radyo frekanslarında çalışan transformatörler hava çekirdeklidir.

Transformatör ( Trafo ) Çeşitleri

a) Döner alanlı transformatör : Sargıları,içlerinden uygun akımlar geçtiğinde döner manyetik alanlar üretecek biçimde yerleştirilmiş çokfazlı transformatör.

b) Emici transformatör : Birincil ve ikincil sargıları,zemin aracılığıyla oluşacak dağılmayı azaltmak amacıyla,sırasıyla yalıtılmış iletkene ve bir cer hattının toprağa dönüş iletkenine seri bağlanmış transformatör.

c) Geçit transformatörü : Tek sargılı bir manyetik devreden oluşan ve bir akım transformatörü oluşturmak
amacıyla , yalıtılmış bir geçit izolatörü üzerine monte edilen aygıt.

d) Gerilim yükseltici ya da gerilim düşürücü transformatör : İkincil gerilimi, başka bir kaynağın verdiği gerilimle birleşen transformatör.

e) Leblanc sistemi transformatör : Üçfazlı bir transformatörde, üçfazlı bir gerilim sistemini ikifazlı bir gerilim sistemine ya da iki fazlı bir gerilim sistemini üç fazlı bir gerilim sistemine dönüştürmeye olanak veren sargı montajı.

f) Scott sistemi transformatör : Tek fazlı iki transformatörden oluşmuş bir bütünde , üç fazlı bir gerilim sistemini iki fazlı bir sisteme ya da ikifazlı bir sistemi üç fazlı bir sisteme dönüştürmeye olanak veren sargı montajı.

g) Sütunlu transformatör : Manyetik devresi,sütun biçiminde iki ya da birçok çekirdekten oluşan transformatör.

Trafo ( Transformatör ) Yapılışı

Yapı bakımından bir demir çekirdek üzerine sarılmış farklı sarımlı iki makaradan oluşur.Makaralardan birisinin uçlarına değiştirilmesi istenen alternatif gerilim uygulanır. Bu makaraya ( veya sargıya ) birinci ( primer ) sargı denir. Uçlarından değiştirilmiş gerilim alındığı diğer makaraya da ikinci ( sekonder ) sargı denir. Birinci makaradan geçen alternatif akım , demir çekirdekte değişken akım meydana getirir. Bu akım büyük bir kısmı diğer makaranın içinden geçer ve onun içinde indüksiyon yoluyla aynı frekanslı bir alternatif elektrik oluşturur. Böylece birinci makaraya verilen güç indüksiyon yoluyla ikinci makaraya iletilmiş olur.
Transformatörlerde ikinci sargı birinciden çok ise yükselten, ikinci sargı birinciye göre daha az ise alçaltan transformatör adını alır.

Transformatörlerin Kullanım Alanları

Transformatörler gerek teknikte gerekse evlerde çokça kullanılmaktadırlar. Evlerdeki kapı zillerinin radyo teyp gibi araçların çalıştırılması için 220 voltluk gerilimi 8-10 volta düşüren alçaltıcı transformatörlere ihtiyaç vardır. Demircilerin kaynak işlerinde kullandıkları transformatörlerin ikinci sargısı birinciye göre çok daha az olan transformatörlerdir. İkinci sargı sayısı elde edilen akım şiddeti çok yüksek olduğundan ısı enerjisiyle (W=i2Rt) demir çiviyi eritmek veya iki metal levhayı birbirine kaynak yapmak mümkündür.

Eğer ikinci sargı tek sarımdan oluşmuş oluklu bir sargı ise ikinci sargıda çok yüksek akım şiddeti elde edilebilir ve bu sarım içine konulan kalay ve kurşun gibi metal parçaları ergitilebilir.Bu uygulama indüksiyon fırınlarının temelini oluşturur. Jeneratörlerden alınan elektrik enerjisinin çok uzak yerlere iletilmesi sırasında nakil hattında ısı şeklindeki kayıpları azaltmak için hatlardaki akım şiddetinin çok küçük dolayısıyla gerilimin çok büyük olması gerekmektedir. ( iletkendeki kayıp güç i2.R den bulunur. ) Böyle bir düzenle jeneratörden alınan 220 voltluk gerilim , önce değiştirme oranı 10.000/500=20 olan bir transformatörle yükseltilir. Böylece gerilim tekrar 220 volta düşürülerek kullanma kolaylığı sağlanmış olur. Örneğin; 10.000 wattlık bir gücü 100 volt gerilim ve 100Amper akım şiddeti ile iletmek yerine ,10.000 volt gerilim ve 1 amperlik akım şiddeti ile iletmek daha uygundur. Çünkü enerji nakil iletkenlerinin çok uzun olması nedeniyle dirençleri çok büyüktür.