Transformatör (Trafo) Nedir? Çeşitleri, Nerelerde Kullanılır?

Transformatör Nedir? Ne İşe yarar?

Transformatör, iki veya daha fazla devre arasındaki elektrik enerjisi aktarımını elektromanyetik indüksiyonla sağlayan bir sistemdir. Trafolar DC (Doğru Akım) devrelerinde değil, AC (Alternatif Akım) devrelerinde kullanılırlar. Transformatörler frekans değeri değiştirilmeden, gerilim ve akım değerlerinde istenilen değişimi gerçekleştirirler. Genellikle bir elektrik devresindeki akım ve gerilimi yükseltme ve düşürme, elektrik enerjisinin aktarımı ve dağıtımı gibi amaçlar için kullanılırlar.

Temel kullanım amaçları, yukarıda da belirttiğim gibi elektromanyetik indüksiyon yoluyla devreler arası enerji aktarımını sağlamaktır. Bu işlemi gerçekleştirirken gerilimin yükseltilmesindeki amaç özellikle elektrik enerjisinin elde edildiği yerden uzaklara aktarılmasıdır. Bunun sebebi yüksek akımla iletme işleminin çok ciddi seviyede güç kayıplarına yol açmasıdır. Güç kayıplarının önüne geçmek için iletme işlemi esnasında gerilim yükseltilir ve akım düşürülür.

Çalışma Prensibi

Transformatörlerin çalışma prensibi, elektrik enerjisinin bir iletkenden diğerine manyetik akı vasıtasıyla iletilmesinden meydana gelmektedir.

Transformatörün yapısı en basit halde, iki bobinden ve nüveden oluşmaktadır. Nüvedeki bobinlerden birinin üzerinde gerilim uygulandığında nüve üzerinde bir manyetik akı oluşur. Oluşan manyetik akının yönü ve şiddeti sürekli değişir. Bu manyetik akı, çıkış bobini üzerinde bir gerilim indüklenmesini sağlar. Özetle, ilk bobine uygulanan gerilimden bir manyetik alan meydana gelir ve bu manyetik alan sayesinde bir diğer bobine enerji aktarımı gerçekleşir. Transformatördeki çıkış (secondary) sarım sayısı giriş (primary) sarım sayısından fazla ise çıkış gerilimi giriş geriliminden daha yüksek olur.

Sembolü ve Fiziksel Formülleri

Transformatörleri belirtmek için kullanılan semboller ve transformatör ile ilgili fiziksel formüller aşağıdaki gibidir.

Aşağıdaki trafo bulunan elektrik devresinde bobinlerdeki gerilim, akım ve sipir sayısının birbirlerine oranları belirtilmiştir. Yazımızda daha önce belirttiğimiz gibi bobinler arasındaki gerilim oranı, akım oranı ile ters orantılı ve sipir sayısı oranı ile doğru orantılıdır.

Transformatör Çeşitleri, Kullanım Alanları ve Görevleri

Transformatör çeşitleri kullanım amaçlarına, nüve tipine, çalışma ortamına, faz sayısına göre çeşitlere ayrılmaktadırlar.

Nüve Tipine Göre

Nüve tipine göre trafolar üçe ayrılır: Çekirdek tipi, mantel tipi ve dağıtılmış tip.

Çekirdek Tipi: Çekirdek tipi nüveler, sargıların yalıtımlarının daha kolay olması sebebiyle aşırı güçlü ve yüksek gerilime sahip transformatörlerde kullanılırlar. Çekirdek tipi nüve tek gözlüdür ve manyetik nüvenin kesiti her yerde aynıdır. Trafolarda manyetik nüveyi oluşturan sac parçalarının yerleşimi çok önemlidir, ek yerlerinin üst üste gelmemesine dikkat edilmelidir. Aşağıdaki görsellerde farklı boyutlardaki sac parçalarının yerleştirilmesiyle oluşan çekirdek tiplerini görebilirsiniz.

Kullanım Amacına Göre

Oto Transformatör: Oto transformatörlerde tek bir sargı hem primer hem sekonder olarak kullanılır. Daha küçük boyut ile daha yüksek verim elde edilir.

Yalıtım (İzolasyon) Transformatörleri: Bu tip transformatörlerin amacı gerilim dönüşümü değil, iki devreyi birbirinden yalıtmaktır.

Alçaltıcı Transformatörler: En yaygın kullanıma sahip transformatör tipidir. Sekonder sargının gerilimi primerdeki gerilimden düşük ise, yani çıkıştaki gerilim sinyali giriştekinden daha düşük ise bu tip transformatörlere alçaltıcı transformatörler denir. Cep telefonlarımızın şarj aletlerinde ve şarjlı süpürgelerimizde bu tip trafolar kullanılır.

Yükseltici Transformatörler: Sekonder sargının gerilimi primerdeki gerilimden yüksek ise, yani çıkıştaki gerilim sinyali giriştekinden daha yüksek ise bu tip transformatörlere yükseltici transformatörler denir. Televizyonlarda bu tip trafolar kullanılır.

Ölçü Transformatörleri: Akım ve gerilim seviyesinin yüksek olduğu yerlerde ölçüm yapılabilmesi için ölçü transformatörleri kullanılmaktadır. Bu trafoların sekonder sargılarında yüksek akım ve gerilim değerleri, ölçü aletlerinin ölçebileceği seviyelere düşürülür. Bu sayede ölçümler kolay ve güvenli bir şekilde gerçekleştirilir. Bu trafolar akım transformatörleri ve gerilim transformatörleri olarak ikiye ayrılır.

 

Çalışma Ortamına Göre

Transformatörler, elektrik enerjisinin bulunduğu neredeyse her yerde kullanıldıkları için çalışma ortamlarına göre çok çeşitliliğe sahiptirler. Ayrıca birçok boyutta transformatör çeşidi vardır. Çalışma ortamlarına göre soğuk veya sıcak hava şartları, su, basınç gibi faktörler baz alınarak transformatörler sınıflandırılmışlardır. Bunlardan başlıca bahsedecek olursak platform tipi transformatörler, yer altı tipi transformatörler, su altı tipi transformatörler ve iç mekan tipi transformatörler olarak sınıflandırılırlar.

Faz Sayısına Göre

Tek Fazlı Transformatörler: Tek fazlı transformatörlerde bir tane primer sargısı bulunur. Yani tek girişe sahiptir. Trafoda bulunan sekonder sargısı bir veya birden fazla olabilir.

Çok Fazlı Transformatörler: Çok fazlı transformatörlerde birden fazla primer sargısı bulunur, yani giriş sinyali iki veya daha fazladır. Genellikle bu sarılan faz sayısı üç olur. Bu tip transformatörler primer ve sekonder sayılarına göre sınıflandırılır. (Örnek: Üç fazlı transformatörler, on iki faza dönüştüren transformatörler)

 

Yer işareti koy Kalıcı Bağlantı.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir