Rdzenie transformatorów są niezbędnymi elementami zapewniającymi ścieżkę magnetyczną dla przepływu strumienia magnetycznego w transformatorze. Są one zwykle wykonane z materiałów ferromagnetycznych, takich jak żelazo lub stal, i mają na celu skuteczne skupianie i kierowanie strumienia magnetycznego generowanego przez uzwojenie pierwotne transformatora do jego uzwojenia wtórnego.
Rdzeń transformatora spełnia kilka kluczowych funkcji w pracy urządzenia.
Po pierwsze, pomaga ograniczyć i ukierunkować pole magnetyczne generowane przez uzwojenie pierwotne, umożliwiając skuteczną indukcję napięcia w uzwojeniu wtórnym. Dodatkowo rdzeń zapewnia stałą dolną ścieżkę strumienia magnetycznego, minimalizując straty energii i maksymalizując wydajność transformatora.
Dzięki ścisłemu połączeniu uzwojenia pierwotnego i wtórnego w rdzeniu magnetycznym transformatory mogą efektywnie przenosić energię elektryczną z jednego obwodu do drugiego przy minimalnych stratach.
Wybór materiału bazowego na transformatory zależy od różnych czynników, takich jak pożądane właściwości użytkowe, warunki pracy i względy kosztowe. Typowe materiały stosowane na rdzenie transformatorów obejmują stal krzemową (często nazywaną stalą elektrotechniczną), amorficzne stopy metali i materiały ferrytowe.
Każdy materiał ma swoje zalety i ograniczenia, przy czym najpowszechniej stosowana jest stal krzemowa ze względu na wysoką przenikalność magnetyczną, niskie straty w rdzeniu i stosunkowo niski koszt.
W kontekście energii elektrycznej rdzeń transformatora odnosi się do centralnego elementu, który ułatwia przenoszenie energii między dwoma lub większą liczbą obwodów elektrycznych poprzez indukcję elektromagnetyczną.
Pełni rolę ośrodka magnetycznego, który skutecznie kieruje i koncentruje strumień magnetyczny, umożliwiając konwersję energii elektrycznej z jednego poziomu napięcia na drugi przy zachowaniu wysokiej wydajności i minimalnych strat.
W transformatorach stosuje się rdzenie żelazne przede wszystkim dlatego, że żelazo i jego stopy wykazują wysoką przenikalność magnetyczną, co oznacza, że mogą łatwo namagnesować i rozmagnesować w odpowiedzi na zmiany rezystancji pola magnetycznego.
Właściwość ta pozwala na efektywne sprzężenie magnetyczne pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym transformatora, ułatwiając przesyłanie energii elektrycznej przy minimalnych stratach. Ponadto rdzenie żelazne są stosunkowo niedrogie, łatwo dostępne i można je łatwo kształtować i wytwarzać w konfiguracjach wymaganych do zastosowań transformatorowych.