In questo articolo ti insegneremo i trasformatori e il loro ruolo nei sistemi elettrici. Tratteremo i tipi di correnti coinvolte, le perdite associate ai trasformatori, la loro funzione primaria e il funzionamento dei trasformatori di corrente. Comprendere questi aspetti fornirà un quadro più chiaro di come funzionano i trasformatori e della loro importanza nella distribuzione dell’energia.
Che corrente esce dal trasformatore?
La corrente che esce da un trasformatore dipende dalla sua progettazione e dal carico ad esso collegato. Ecco come funziona:
- Corrente secondaria: il trasformatore aumenta o diminuisce la tensione dal lato primario al lato secondario. Di conseguenza, la corrente sul lato secondario cambierà in base al rapporto spire del trasformatore. Se il trasformatore aumenta la tensione, la corrente sul lato secondario sarà inferiore alla corrente primaria e viceversa.
- Dipendente dal carico: la corrente effettiva fornita dal trasformatore dipenderà dal carico collegato. Il trasformatore regolerà la corrente secondaria per soddisfare la richiesta del carico, in base ai requisiti di tensione e potenza.
Quali sono le perdite di un trasformatore?
I trasformatori, sebbene efficienti, presentano perdite intrinseche che influiscono sulle loro prestazioni. Queste perdite includono:
- Perdite nel nucleo: note anche come perdite nel ferro, si verificano a causa della magnetizzazione del nucleo del trasformatore. Le perdite del nucleo includono la perdita di isteresi (energia persa a causa dell’inversione dei domini magnetici) e la perdita di correnti parassite (correnti circolanti indotte all’interno del nucleo).
- Perdite nel rame: sono perdite dovute alla resistenza negli avvolgimenti del trasformatore. Quando la corrente scorre attraverso gli avvolgimenti, una parte dell’energia viene persa sotto forma di calore, proporzionale al quadrato della corrente (perdite I²R).
- Perdite per dispersione: perdite dovute ad un accoppiamento imperfetto tra gli avvolgimenti primario e secondario, che portano ad un trasferimento non efficace di una parte del flusso magnetico.
Cosa trasforma un trasformatore?
La funzione principale di un trasformatore è trasformare l’energia elettrica da un livello di tensione a un altro. Nello specifico:
- Trasformazione della tensione: modifica il livello di tensione tra il lato primario (ingresso) e quello secondario (uscita). Può trattarsi di un aumento (trasformatore step-up) o di una diminuzione (trasformatore step-down) della tensione.
- Trasferimento di potenza: mentre i trasformatori regolano la tensione e la corrente, la potenza (meno le perdite) rimane approssimativamente la stessa su entrambi i lati, seguendo il principio di conservazione dell’energia.
Come funziona il trasformatore di corrente?
Un trasformatore di corrente (CT) è progettato per misurare e monitorare la corrente. Ecco come funziona:
- Avvolgimento primario: l’avvolgimento primario del TA trasporta la corrente da misurare. Solitamente è costituito da una singola spira o da alcune spire di filo.
- Avvolgimento secondario: l’avvolgimento secondario è posizionato attorno al nucleo e produce una corrente proporzionale alla corrente primaria. Questa corrente secondaria è molto più bassa, rendendo più sicura e semplice la misurazione con strumenti standard.
- Nucleo magnetico: il nucleo del TA concentra il flusso magnetico generato dalla corrente primaria, che induce una corrente proporzionale nell’avvolgimento secondario. Il TA è progettato per mantenere un rapporto costante tra la corrente primaria e quella secondaria.
Qual è la corrente di carico di un trasformatore?
La corrente di carico di un trasformatore si riferisce alla corrente che scorre attraverso l’avvolgimento secondario del trasformatore quando è collegato un carico. Dipende da:
- Richiesta di carico: la corrente assorbita dal carico collegato determina la corrente di carico. Un carico più elevato assorbirà più corrente.
- Valutazione del trasformatore: il design e la capacità del trasformatore definiranno la corrente di carico massima che può gestire. Superare questo valore può causare surriscaldamento e danni.
Ci auguriamo che questa spiegazione abbia fornito una comprensione dettagliata di come funzionano i trasformatori, compresi i tipi di correnti coinvolte, le loro perdite e le loro funzioni. Riteniamo che questo articolo aiuti a chiarire gli aspetti essenziali dei trasformatori e il loro ruolo nei sistemi elettrici.
