Trasformatore

• Macchina elettrica statica

• Opera conversioni energetiche

esclusivamente di tipo elettrico

• Il funzionamento è legato alle interazioni tra

corrente e induzione magnetica

Costituzione

• Nucleo magnetico• Avvolgimenti• Isolamenti• Elementi strutturali

Avvolgimento primario

Avvolgimento secondario

Simboli grafici

Trasformatore Ideale

Si ipotizzano gli avvolgimenti con resistenza nulla, non si hanno quindi perdite per effetto Joule

Non si hanno flussi dispersi, tutto il flusso magnetico prodotto si concatena completamente con i due avvolgimenti

La permeabilità del circuito magnetico è infinita, questo comporta che per produrre il flusso magnetico è sufficiente una corrente magnetizzante nulla o comunque piccolissima

Le perdite nel ferro, dovute a isteresi e correnti parassite, sono considerate nulle

Principio di funzionamento

• La corrente che circola nell’avvolgimento primario genera un flusso che percorre il circuito magnetico

• Il flusso viene poi raccolto dall’avvolgimento secondario

• In base alla legge di Faraday-Neumann-Lenz, se il flusso è variabile, si genera in questo avvolgimento una f.e.m. indotta

• Anche al primario si genera una f.e.m. indotta, che si oppone alla variazione del flusso.

• Questa f.e.m. contrasta la tensione di alimentazione, che altrimenti trovando un circuito con resistenza nulla darebbe luogo a una corrente elevatissima.

• Per questo motivo un trasformatore non deve lavorare in corrente continua, in quanto

– senza flusso variabile non si genera tensione al secondario

– si rischia di danneggiare il circuito primario facendolo attraversare da una corrente altissima

e1 e2

te

11 t

e

2

2

tNe

11

e1 e2V2V1

tNe

22

Flusso concatenato con l’avvolgimento primario

Flusso concatenato con l’avvolgimento secondario

I) II)

e1 e2V2V1

Rapporto di Trasformazione

t

Determinare il valore di V2 (tralasciando il segno)

Determinare il valore di N2

Determinare il valore di V2

Dagli esercizi precedenti si può osservare che

se Si ottiene

Si parla quindi di

Se invece Si ottiene

In alcuni casi si utilizza anche

Ottenendo ovviamente

Trasformatori di questo tipo sono utilizzati come Trasformatori di Isolamento.

Funzionamento sotto carico

V1 V2 ZCe1 e2

I2

Rapporto di trasformazione K

Le correnti hanno un rapporto di trasformazione inverso a quello delle tensioni

Riporto impedenze al primario

Facendo il rapporto tra le due espressioni