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IL TRASFORMATORE

Il trasformatore viene usato generalmente per elevare o abbassare la tensione alternata disponibile. Chiariamo suibito che un trasformatore non funziona in tensione continua.

La distribuzione di energia elettrica avviene, sulle lunghe distanze, in alta tensione. Pertanto la tensione generata nelle centrali elettriche deve essere elevata e, nei pressi dell'utenza, deve essere abbassata prima alla media tensione e quindi alla bassa tensione. I trasformatori risultano di fondamentale importanza.

alta tensione

Ad esempio in ambito domestico viene utilizzato questo dispositivo per ottenere dai 230 volt disponibili, tensioni molto più basse.

simbolo del trasformatore simbolo del trasformatore

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
Per spiegare il principio di funzionamento, ci riferiamo a un trasformatore monofase che riduca la tensione alternata disponibile.

Il trasformatore basa il suo funzionamento sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Si deve cioè creare un flusso magnetico variabile che deve attraversare un certo numero di spire.

Prima di tutto abbiamo bisogno di un nucleo magnetico, costituito da materiale ferromagnetico.

nucleo magnetico

Il nucleo magnetico, possedendo una permeabilità magnetica maggiore di quella dell'aria, riesce a incanalare il flusso, impedendo che si disperda. In pratica traccia il percorso che il flusso magnetico deve seguire.

La tensione alternata disponibile è quella Vi applicata all'ingresso del trasformatore. L'ingresso è costituito da un circuito primario che presenta un certo numero di spire avvolte sul nucleo.

circuito primario

Poiché Vi è alternata, anche la corrente che interessa le spire del circuito primario è alternata. Si genera un flusso alternato, quindi variabile, che seguendo il nucleo atraversa le spire del circuito secondario. In queste spire, per induzione magnetica, si genera una tensione alternata che possiamo in definitiva prelevare come Vu in uscita.

trasformatore monofase

Avendo schematizzato un numero di spire del secondario minore di quello del primario, la tensione di uscita Vu sarà minore della tensione di ingresso Vi.

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

Quindi per avere un trasformatore che elevi la tensione, il numero delle spire N2 del secondario deve essere maggiore del numero di spire N1 del primario.

trasformatore


SOLO IN TENSIONE ALTERNATA
Si ha induzione elettromagnetica solo se il flusso magnetico che investe il circuito secondario è variabile. Questa condizione è soddisfatta 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.


ALIMENTAZIONE DEI CIRCUITI ELETTRONICI
A volte non ci rendiamo conto della presenza dei trasformatori perchè sono già contenuti in molti apparecchi quali radio, televisori, 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.

Poichè i trasformatori forniscono una tensione alternata, mentre i circuiti elettronici vengono normalmente alimentati in tensione continua, immediatamente a valle del trasformatore troviamo un raddrizzatore e un circuito filtrante ed eventualmente uno stabilizzatore. Il tutto costituisce un alimentatore.


sicurezza elettrica ing. Vito Barone


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