Een transformator regelt voornamelijk de overdracht van elektrische energie tussen twee of meer circuits door elektromagnetische inductie. Dit gebeurt door het spanningsniveau van de elektrische energie aan te passen, terwijl de frequentie en efficiëntie van de energieoverdracht behouden blijven. Transformatoren zijn essentiële componenten in elektrische systemen voor spanningsomzetting, impedantie-aanpassing, isolatie en stroomverdeling.
Transformatoren regelen voornamelijk de spanning in plaats van de stroom.
Door het aantal windingen in de wikkeling te variëren of de configuratie van de wikkelingen te veranderen, kunnen transformatoren de spanningsniveaus indien nodig verhogen of overschrijden. Dit maakt een efficiënte transmissie van elektrisch vermogen over lange afstanden bij hoge spanningen en een veilige levering aan eindgebruikers bij lagere spanningen mogelijk.
Het primaire gebruik van een transformator is het overbrengen van elektrische energie van het ene circuit naar het andere, terwijl het spanningsniveau wordt gewijzigd.
Dit wordt bereikt door elektromagnetische inductie, waarbij het veranderende magnetische veld dat door de primaire wikkeling wordt gegenereerd een spanning in de secundaire wikkeling induceert.
Transformatoren worden veel gebruikt in elektrische energiesystemen voor spanningsomzetting, distributie en transmissie, maar ook in verschillende toepassingen zoals elektrische apparaten, elektronische apparaten en industriële apparatuur.
Transformatoren vervullen drie hoofdfuncties in elektrische systemen:
- Spanningstransformatie: Transformatoren verhogen of verlagen de spanningsniveaus, indien nodig om te voldoen aan de spanningsvereisten van elektrische apparatuur en om een efficiënte energieoverdracht te garanderen.
Hierdoor kan elektriciteit over lange afstanden op hoge spanning naar energiecentrales worden getransporteerd en op lagere spanningen naar consumenten worden gedistribueerd.
- Impedantiematching: Transformatoren kunnen de impedantie tussen ingangs- en uitgangscircuits afstemmen om de efficiëntie van de vermogensoverdracht te maximaliseren en signaalvervorming te minimaliseren.
Dit is vooral belangrijk in toepassingen zoals audiosystemen, telecommunicatie en elektronische circuits waar impedantiematching essentieel is voor optimale prestaties.
- Isolatie: Transformatoren zorgen voor elektrische isolatie tussen ingangs- en uitgangscircuits, waardoor direct elektrisch contact wordt voorkomen en de veiligheid van operators en apparatuur wordt gewaarborgd.
Isolatietransformatoren worden vaak gebruikt in gevoelige elektronische apparatuur, medische apparaten en stroomdistributiesystemen om te beschermen tegen elektrische schokken, aardfouten en schade aan apparatuur. Over het algemeen spelen transformatoren een cruciale rol bij het regelen van spanningsniveaus, het afstemmen van de impedantie en het bieden van elektrische isolatie in verschillende elektrische en elektronische systemen.