Trasformatore

Trasformatore

Il trasformatore è una macchina destinata a convertire energia elettrica variandone il livello di tensione.

Fisica

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Scene

Trasformatore

  • linea di trasmissione ad alta tensione - La tensione è di 120 kV. Le linee elettriche sono supportate da strutture in acciaio alte 25-40 m e trasmettono energia elettrica al di fuori delle aree residenziali, tra le stazioni di trasformazione.
  • distribuzione domestica - La tensione è di 0,4 kV. I trasformatori di distribuzione sono usati per ridurre la tensione ulteriormente fino al valore finale. La tensione per uso domestico varia da 120 a 240 V a seconda del Paese.
  • trasformatore - Converte la tensione di corrente elettrica secondo le esigenze. La tensione è di solito diminuita dal valore di 120 kV al valore di 0,4 kV.

Struttura

  • avvolgimento - La variazione della tensione dipende dal numero di spire.
  • involucro

Funzionamento

  • avvolgimento primario - La corrente alternata che vi scorre induce nel nucleo di ferro un campo magnetico che varia continuamente.
  • avvolgimento secondario - Il campo magnetico variabile induce corrente elettrica nell'avvolgimento secondario. Il rapporto tra le tensioni primaria e secondaria è uguale al rapporto tra il numero di spire dell'avvolgimento primario e il numero di spire dell'avvolgimento secondario.
  • nucleo di ferro

Avvolgimento primario

Avvolgimento secondario

Animazione

  • avvolgimento primario - La corrente alternata che vi scorre induce nel nucleo di ferro un campo magnetico che varia continuamente.
  • avvolgimento secondario - Il campo magnetico variabile induce corrente elettrica nell'avvolgimento secondario. Il rapporto tra le tensioni primaria e secondaria è uguale al rapporto tra il numero di spire dell'avvolgimento primario e il numero di spire dell'avvolgimento secondario.
  • nucleo di ferro

Narrazione

Un trasformatore è un dispositivo elettrico destinato alla conversione di energia elettrica variandone il livello di tensione. I trasformatori semplici sono costituiti da due avvolgimenti di filo e da un nucleo di ferro comune.
La corrente che fluisce attraverso l'avvolgimento primario induce un campo magnetico variabile nel nucleo di ferro il quale, a sua volta, induce corrente elettrica nell'avvolgimento secondario. Il rapporto tra il numero di spire dell'avvolgimento primario e quello dell'avvolgimento secondario è uguale al rapporto tra la tensione indotta nell'avvolgimento primario e quella indotta nell'avvolgimento secondario. Ad esempio, se il numero di spire dell'avvolgimento secondario è la metà di quello dell'avvolgimento primario, la tensione viene ridotta a metà del suo valore precedente.

La corrente che scorre nell'avvolgimento primario induce un campo magnetico nel nucleo di ferro secondo la regola della mano destra: se le dita della mano destra sono strette intorno alla direzione della corrente, il pollice indica la direzione del polo nord del campo magnetico indotto.

Il campo magnetico variabile del nucleo di ferro induce corrente elettrica nell'avvolgimento secondario secondo la regola della mano sinistra: se il pollice della mano sinistra indica la direzione del flusso magnetico, le dita indicano la direzione della corrente nell'avvolgimento.

I trasformatori sono utilizzati ampiamente, ad esempio per diminuire la tensione della corrente nelle linee di trasmissione al livello utilizzato dai clienti, tipicamente tra 110-240 V, a seconda del Paese. Anche i caricabatterie per cellulari contengono piccoli trasformatori che convertono la tensione di rete a 15 V.

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