Calcolatrice per Trasformatori

Calcolatrice per Trasformatori

Il Calcolatore per Trasformatori calcola il rapporto di trasformazione, la tensione secondaria, la corrente primaria e secondaria, la potenza e il rapporto di trasformazione dell'impedenza per i trasformatori elettrici. Inserisci la tensione primaria e il numero di spire per entrambi gli avvolgimenti, con valori opzionali di corrente o potenza, per ottenere un'analisi completa con formule MathJax passo dopo passo.

Cos'è un Trasformatore?

Un trasformatore è un dispositivo elettromagnetico che trasferisce energia elettrica tra due o più circuiti tramite induzione elettromagnetica. Consiste in un nucleo magnetico con due (o più) bobine di filo avvolte attorno ad esso. L'avvolgimento primario riceve la potenza in ingresso e l'avvolgimento secondario fornisce la potenza in uscita a un diverso livello di tensione.

dove \(V_1\) e \(V_2\) sono le tensioni primaria e secondaria, \(N_1\) e \(N_2\) sono il numero di spire in ciascun avvolgimento, e \(n\) è il rapporto di trasformazione.

Equazioni Chiave del Trasformatore

Rapporto di tensione: La tensione su ogni avvolgimento è proporzionale al numero di spire:

Rapporto di corrente: La corrente è inversamente proporzionale al rapporto di trasformazione (per un trasformatore ideale):

Potenza: Per un trasformatore ideale, la potenza si conserva: \(P_{in} = P_{out}\). Per i trasformatori reali con efficienza \(\eta\): \(P_{out} = \eta \times P_{in}\).

Trasformatori Riduttori vs. Elevatori

• Riduttore (Step-Down) (N₁ > N₂) — riduce la tensione, aumenta la corrente. Comune nella distribuzione di energia (es. 120V da linee a 12kV) e negli alimentatori DC.
• Elevatore (Step-Up) (N₁ < N₂) — aumenta la tensione, riduce la corrente. Usato nella trasmissione di energia per ridurre le perdite di linea e nelle applicazioni CRT/alta tensione.
• Isolamento (N₁ = N₂) — fornisce isolamento galvanico senza cambiare la tensione. Usato in apparecchiature mediche, elettronica sensibile e applicazioni di sicurezza.

Trasformazione dell'Impedenza

I trasformatori trasformano anche l'impedenza in base al quadrato del rapporto di trasformazione:

Questa proprietà è ampiamente utilizzata nei sistemi audio (adattamento dell'impedenza degli altoparlanti all'uscita dell'amplificatore) e nei circuiti RF (adattamento dell'impedenza dell'antenna).

Come Usare Questo Calcolatore

1. Inserisci la tensione primaria — Inserisci la tensione applicata all'avvolgimento primario (V₁) e seleziona l'unità.
2. Inserisci le spire — Inserisci il numero di spire per l'avvolgimento primario (N₁) e l'avvolgimento secondario (N₂).
3. Input opzionali — Fornisci la corrente primaria, la potenza nominale o regola l'efficienza per ottenere i calcoli di corrente e potenza.
4. Fai clic su Calcola — Premi il pulsante per calcolare tutti i parametri del trasformatore.
5. Controlla i risultati — Esamina il rapporto di trasformazione, le tensioni, le correnti, la potenza, il rapporto di impedenza, il diagramma del trasformatore e le formule passo dopo passo.

Applicazioni Pratiche

• Distribuzione di energia — I trasformatori elevatori trasmettono energia ad alta tensione su lunghe distanze, quindi i trasformatori riduttori la abbassano per l'uso domestico.
• Alimentatori elettronici — La tensione di rete viene ridotta a bassa tensione (5V, 12V, ecc.) per i dispositivi elettronici.
• Apparecchiature audio — I trasformatori di uscita adattano l'impedenza dei tubi a vuoto o dei transistor agli altoparlanti. I trasformatori di ingresso forniscono isolamento del segnale bilanciato.
• Saldatura — I trasformatori per saldatura riducono la tensione e aumentano la corrente per creare l'arco ad alta corrente necessario per la saldatura.
• Misurazione — I trasformatori di corrente (TA) e i trasformatori di tensione (TV) riducono tensioni e correnti elevate per una misurazione sicura.