Muzislovník - transformer (česky transfomátor)

Muzislovník - Transformer (česky transfomátor)
Muzislovník - Transformer (česky transfomátor)

Transformer (česky transfomátor) je poměrně důležitý a častý prvek elektronických obvodů. Wikipedie píše o elektrickém netočivém stroji, ale to je termín spíš pro tlustoproudaře. Skládá se z jednoho či několika vinutí (anglicky winding) ve formě cívky (coil) obvykle měděného drátu (copper wire) navinutých na transfomátorovém jádře (transformer core). Zpravidla jedno vinutí bývá primární (primary winding) a jedno či několik jich bývá sekundárních (secondary winding). Pokud má transformátor vinutí jenom jedno, musí mít na něm aspoň jednu odbočku (transformer tap, coil tap) a mluví se pak o autotransformátoru (autotransformer), přičemž ta sekce, primární či sekundární, která pracuje s nižším napětím, je pro primár i sekundár společná. Autotransformátor tak ztrácí jednu z obvodových vlastností transformátorů, a to galvanickou izolaci mezi primárním a sekundárním vinutím.

 

Transformátor převádí napětí z primáru na sekundár v převodním poměru (transfer ratio) daném poměrem počtu závitů (turns) primární k sekundární cívce. Proud převádí v poměru obráceném, impedanci převádí úměrně čtverci (čili druhé mocnině) převodního poměru, elektrický výkon po odečtení ztrát zůstává. Transformátor převádí pouze a jenom střídavé napětí a proud (alternating voltage, alternating current).

 

Energetické ztráty (power loss, loss of energy) na trafu jsou jednak tzv. ztráty nakrátko (short circuit losses), neboli ztráty v mědi, způsobené konečnou elektrickou vodivostí použitých materiálů pro vinutí, projevujících se jejich ohřevem při průchodu proudu, jednak tzv. ztráty naprázdno (open-circuit losses, no-load losses), neboli taky ztráty v železe, způsobené v menší míře magnetostrikcí (magnetostriction), což je malá změna rozměrů jádra způsobená magnetickou indukcí (magnetic flux density, magnetic induction) projevující se bručením transformátoru. Další ztráty v jádře způsobují vířivé proudy (eddy current), což jest jev, kdy se elektrický proud indukuje taky mimo vinutí ve vodivých částech jádra trafa, hned na místě se zkratem vybije a ohřívá tak jádro. Další ztráty jsou vyzařováním magnetické indukce mimo jádro do prostoru. Ztráty v transformátoru bývají malé, trafo mívá energetickou účinnost (power efficiency) zhruba od 90 % do 99,5 %.

 

Ve zvukové technice a nástrojových aparaturách se s transformátory setkáte nejčastěji v jejich napájecí části (power suply), kdy převádějí střídavé napětí v elektrické síti na napětí potřebné pro provoz napájeného zařízení. U elektronkových zesilovačů je ještě výstupní transformátor (output transformer), jenž převádí impedanci připojeného reproduktoru na vyšší, vhodnou pro koncový výkonový elektronkový zesilovací stupeň. Nevhodnou impedanci obvykle výškového reproduktoru může taky přizpůsobit transformátor jako součást pasivní reproduktorové výhybky (passive cross over), galvanické oddělení (insulation), impedanční a úrovňové přizpůsobení a symetrizaci signálu umí linkový neboli symetrizační transformátor (balanced-unbalanced transformer) na vstupech velkých mixážních pultů nebo jako součást tzv. direct boxů.

Psáno pro časopis Muzikus