Transformátor je klíčovou součástí moderního elektrického systému a jeho hlavní funkcí je přeměna střídavého napětí z jedné úrovně na jinou bez změny frekvence. Princip transformátoru je založen na elektromagnetické indukci, jevu objeveném Michaelem Faradayem v 19. století. Základní struktura transformátoru zahrnuje dvě cívky, známé jako primární a sekundární vinutí, které jsou navinuty na společném jádru z feromagnetického materiálu. Jádro slouží k zesílení magnetického toku, což umožňuje efektivní indukci napětí mezi cívkami.
Když střídavý proud prochází primárním vinutím, vytváří proměnlivé magnetické pole. Toto pole prochází feromagnetickým jádrem a indukuje střídavé napětí ve sekundárním vinutí. Poměr počtu závitů v primárním a sekundárním vinutí (známý jako transformační poměr) určuje poměr mezi vstupním a výstupním napětím. Pokud má sekundární vinutí více závitů než primární, transformátor zvyšuje napětí a je známý jako „step-up“ transformátor. Naopak, pokud má méně závitů, napětí se snižuje a transformátor je nazýván „step-down“. Tato schopnost měnit úroveň napětí je zásadní pro efektivní přenos elektrické energie na velké vzdálenosti a pro přizpůsobení napětí potřebám různých zařízení a spotřebičů.
Transformátory jsou navrženy tak, aby minimalizovaly ztráty energie. Účinnost transformátoru je dána především kvalitou materiálů a konstrukcí jádra a vinutí. Dochází k určitým ztrátám energie, známým jako vířivé proudy a hysterezní ztráty, které jsou důsledkem odporu materiálu jádra a změny jeho magnetického stavu. Tyto ztráty lze snížit použitím kvalitních feromagnetických materiálů a speciálních konstrukčních technik, jako je například laminace jádra. Transformátory hrají nezastupitelnou roli v elektrických sítích po celém světě, umožňují ekonomický přenos elektrické energie a zajišťují spolehlivé napájení pro širokou škálu aplikací.
PhDr. Pavel Bartoš, LL.M., DBA (Evropská akademie vzdělávání / European Academy of education)