IL TRASFORMATORE
Il trasformatore
viene usato generalmente per elevare o abbassare la tensione
disponibile. E' frequente l'uso di questo componente per ottenere dai normali
230 volt, tensioni molto più basse, variabili tra 1,5 e 12 volt.
A volte non ci rendiamo conto
della loro presenza perchè sono già contenuti in molti apparecchi quali radio,
videoregistratori, piccoli elettrodomestici, amplificatori, computer, ecc. E'
vero che inseriamo la spina nella normale presa a 230 volt, ma i loro circuiti
funzionano a una tensione decisamente inferiore. Per questo il primo componente
che si trova al loro interno è proprio un trasformatore.
Il trasformatore basa il suo funzionamento sul fenomeno dell'induzione
elettromagnetica. Infatti il circuito di ingresso (primario) e quello
di uscita a tensione più bassa (secondario) non sono in contatto fisico,
ma il primo agisce sul secondo solo tramite il flusso magnetico che genera
quando è attraversato dalla corrente.
I due circuiti
sono avvolti in spire (avvolgimenti), di numero opportuno, su uno
stesso nucleo di materiale ferromagnetico. Questo materiale ha la
capacità di facilitare il passaggio del flusso magnetico dal circuito
primario a quello secondario (alta permeabilità magnetica),
incanalandolo al proprio interno.
In figura
vediamo schematizzato un trasformatore. Con Vi è indicata la tensione di
ingresso e con Vu quella di uscita.
Indicando con N1 e
N2 rispettivamente il numero di spire del circuito primario
e del circuito secondario, con K = N1/N2 il loro rapporto
(rapporto di trasformazione), la relazione matematica che lega la
tensione di uscita a quella di ingresso è:
Vu = Vi/K
Si ha induzione elettromagnetica solo se il flusso magnetico che
investe il circuito secondario è variabile. Nell'uso quotidiano
ciò è soddisfatto perchè i 230 volt che applichiamo al circuito primario sono
alternati e quindi
variabili. Di conseguenza anche il flusso magnetico generato è variabile.
Se,
invece, applicassimo al circuito primario una tensione continua (cioè non
variabile) non otterremmo alcuna tensione in uscita dal trasformatore.
Se non ci
fosse il nucleo magnetico, il flusso sarebbe minore (l'aria ha una minore
permeabilità magnetica) e solo una parte raggiungerebe il circuito
secondario, poichè disperso in più direzioni.