Transformatör Nedir? Transformatör Ne İşe Yarar, Çalışma Prensibi Ve Çeşitleri Neler?

Elektrik devreleri arasında elektrik enerjisinin manyetik endüksiyon yoluyla aktarılmasını sağlayan transformatörler, hareketli hiçbir parçası bulunmayan elektrik aletleridir. Transformatör kelimesi dilimize Fransızca'dan geçmiştir. Bu kelime Fransızca'da "dönüştürücü" anlamına gelmektedir. Elektrik akımındaki gerilimi, yani voltaj diye bilinen elektriksel basıncı değiştirmeye yarayan bu aletler, alternatif akımın gerilim düzeyini, frekans üzerinde herhangi bir değiştirme işlemi yapılmaksızın arzu edilen oranda düşürmeye ya da yükseltmeye yararlar.

Trafo adıyla da bilinen bu elektrik aletleri, ilkesel olarak ilk kez 1831 yılında Michael Faraday tarafından keşfedilmiştir. Faraday'ın keşfi, demirden bir halkanın etrafına iki yalıtkan telin sarılmasına dayanır. Sarılan tellerden birinin uçları kuvvetli bir bataryaya, diğerinin uçları ise elektriksel akımı algılamaya yarayan "galvometre" adlı alete bağlanmıştır. Faraday, bataryayı çalıştırdığında ve kapattığında, elektrik akımını ölçen galvometre üzerinde bulunan göstergenin hareket ettiğini fark etmiştir. Bu durum, ikinci sargıdan kısa süreli bir elektrik enerjisi akımının geçtiği anlamına gelmektedir. Böylece Faraday, ikinci sargının üzerindeki akımın, ilk sargıdaki akımın değiştiği durumlarda endüklendiğini anlamıştır. Transformatörlerin çalışma prensibi temel olarak bu keşfe dayanmaktadır.

TRANSFORMATÖR NE İŞE YARAR?

Transformatör, elektronik devreler üzerinde akımın ve gerilimin yükseltilmesi, düşürülmesi ve dağıtılması gibi amaçlar için kullanılır. Birden fazla elektronik devre arasında elektrik enerjisini aktarma prensibiyle çalışan transformatörler kullanılarak yükseltilen elektriksel gerilim, elektrik enerjisini fiziksel olarak uzak yerlere aktarmaya yardımcı olur. Böylece elektrik enerjisi uzak yerlere iletilirken, güç kaybı yaşanmasının önüne geçilmiş olur.

TRANSFORMATÖR ÇALIŞMA PRENSİBİ

Transformatörlerin çalışma prensibi, elektromanyetik endükleme prensibiyle çalışan elektrik aletleridir. Bataryanın devreye girmesi ile birlikte ilk sargının etrafında bir manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan, ikinci sargıyı etkilemeye başlar. Bu esnada bu manyetik alanın çevresinde bulunan bir iletken var ise, manyetik alan değişimi bu iletkenin üzerinden elektrik akımı geçmesine neden olur. Böylece ilk sargıda manyetik alan değişimi gerçekleştikçe, ikinci sargının üzerinde bir elektrik akımı meydana gelir. Bu prensibe bağlı olarak çalışan transformatörlerde bulunan sarılı bobinlerden biri herhangi bir alternatif akım kaynağına maruz kaldığında, akımın yön değiştirmeleri ile sürekli olarak değişken bulunan bir manyetik alan oluşur. Böylece, ikinci sargının uçlarının arasında sürekli değişen bir gerilim meydana gelir.

Eğer transformatör gerilimi yükseltmeye yarayan bir trafo ise, bu durumda ikinci sargının sarım sayısı, ilk sargının sarım sayısından daha fazla olur, ki böylece çıkış gerilimi giriş geriliminden daha yüksek değerde oluşur. Eğer transformatör gerilimi düşürmeye yarayan bir trafo ise, bu durumda ikinci bobinin sarım sayısı, ilk bobinin sarım sayısından daha az olacaktır. Böylece çıkış gerilimi, giriş geriliminden daha düşük değerde oluşur. Transformatörlerde bulunan bileşenler şunlardır:

• Bobinler
• Çekirdek
• Genleşme tankı
• Yalıtım ve destek malzemeleri
• Yük altında kademe şalteri
• Boşta iken kademe şalteri
• Soğutma araçları
• Sıcaklık göstergesi
• Yardımcı malzemeler
• Basınç güvenlik vanası
• Kontrol bobini

TRANSFORMATÖR ÇEŞİTLERİ

Transformatörlerin farklı çeşitleri mevcuttur:

• İletme transformatörleri: Bu transformatörlerin gücü çok yüksektir. Yüksek gerilimin, uzak mesafelere iletilmesi amacıyla, gerilim yükselteci olarak kullanılan trafolardır.
• Dağıtım transformatörleri: Orta düzeyli gerilimin, daha alt düzeye indirilmesi amacıyla kullanılan trafolardır.
• Ara istasyon transformatörleri: Orta düzeylerde gerilim elde etmek için kullanılan trafolardır.
• Güç transformatörleri: Çok çeşitli türden elektronik devreler üzerinde kullanılabilen trafolardır.
• Ölçü transformatörleri: Yüksek gerilim ağlarında kullanılan trafolardır. Yüksek gerilim ağlarında, gerilimi ölçü aletleriyle ölçüm yapılabilmesine olanak sağlayacak düzeye indirmek amacıyla kullanılır. Bu sayede ölçümlerin güvenli şekilde yapılmasını sağlarlar.
• Oto transformatörler: Düşük güçte enerji uygulamalarında, ayarlanabilen bir gerilim elde etmek amacıyla kullanılan trafolardır.
• Ses frekansı transformatörleri: Ses frekansını yükselten devrelerin giriş ve çıkışında kullanılan trafolardır.
• Yalıtım transformatörleri: Doğru akımı yalıtmak için kullanılan trafolardır.