Kirone
- Come si compongono i trasformatori.
Un trasformatore si compone di tre
elementi, essenzialmente: il cosiddetto "pacco" di lamierini (la parte
metallica), l'avvolgimento primario (quello che viene alimentato),
l'avvolgimento secondario (quello che alimenta).
I due avvolgimenti si chiamano cosi' perche' sono composti
(rispettivamente) da un singolo filo di rame isolato avvolto a spirale
a formare una sorta di rocchetto (l'avvolgimento).
- Come funzionano i trasformatori.
Data una certa legge
elettromagnetica, facendo scorrere della corrente in un filo, si genera
attorno al detto filo un campo magnetico. L'avvolgimento del filo
comporta avere piu' sezioni affiancate, con la conseguente "somma" dei
campi magnetici "locali" alle singole sezioni in un unico campo.
Una seconda legge elettromagnerica dice che in un filo metallico mosso
in un campo magnetico si sviluppa una forza elettro-motrice, con
conseguente tensione ai capi del filo (o corrente se il filo e' chiuso
in un circuito).
Terza legge e' quella che contraddistingue la "facilita'" dei materiali
di "condurre" i campi magnetici, per cui certi materiali sono sensibili
ai campi magnetici (metalli ferrosi) mentre altri no (la plastica non
viene attirata da un magnete). Cio' fa' si' che un campo magnetico si
"incanali" preferibilmente lungo lo spazio occupato da uno di questi
materiali.
Ci sono precise motivazioni per cui
un mezzo di incanalamento del flusso magnetico debba essere
preferibilmente composto da una serie di lamierini piuttosto che da un
solo blocco metallico (correnti parassite, riscaldamento, ecc.) Percio'
un trasformatore avra' sempre la parte metallica composta da lamierini
sovrapposti.
Mettiamo tutto assieme e otteniamo
che l'avvolgimento primario produce il campo magnetico, che viene
incanalato nel "pacco" lamierinico, che lo "trasporta" fino
all'avvolgimento secondario, che produrra' la tensione in uscita.
Obiezione: li' sopra c'e' scritto che il filo deve _muoversi_ nel campo
magnetico... Eggia', e mo' che facciamo? Semplice: muoviamo il campo
magnetico, invece del filo: usiamo la corrente alternata (i
trasformatori non funzionano proprio, in corrente continua).
(Btw: Il valore della tensione di
uscita dipende sostanzialmente dal rapporto tra il numero di spire dei
due avvolgimenti.)
- Perche' i trasformatori ronzano.
Qui intervengono altre leggi fisiche,
cmq, "in buona sostanza", un
oggetto metallico posto in un campo magnetico tende a disporsi in un
certo modo per via delle correnti parassite che generano controcampi
ecc. ecc. Ora, usando una corrente alternata, il campo
(elettro)magnetico generato si inverte ad ogni semiciclo. I lamierini
tentano di seguirne il movimento. Se il "pacco" di lamierini non e' ben
compattato e stretto, finisce che i singoli lamierini vibrano con la
frequenza dell'alimentazione. Vibrando sbattono gli uni contro gli
altri
e siccome il lasco non e' molto il rumore che ne risulta e' il classico
ronzio; maggiore il lasco maggiore il rumore. Certi trasformatori usano
addirittura dei bulloni agli angoli del "pacco" di lamierini, o una
"incastellatura", per fissarli meglio.
P.S.: il trasformatore e' la
"macchina" elettrica piu' efficiente, arrivando al 99%. Le perdite e
dispersioni sono minime (se ben costruito).