Een transformator wisselt één wisselstroom (AC) van het ene niveau naar het andere zonder gebruik te maken van bewegende delen. Waarschijnlijk de meest eenvoudige van alle elektrische apparaten, de transformator is te vinden in kleine batterijladers of enorme krachtcentrales. De toroïdale transformator, in de vorm van een donut, heeft specifieke voordelen ten opzichte van andere gevormde transformatoren.

Wisselstroom

Wisselstroomenergie verandert richtingen in een zogenaamd sinusgolfpatroon. Standaard wisselspanning start bij nul volt en stijgt naar de positieve piek in een richting langs de draad, en daalt vervolgens tot nul volt in de eerste helft van een cyclus. Het stijgt dan naar zijn piek in de tegenovergestelde richting en valt weer terug naar nul. Het doet dit 60 keer per seconde en creëert zoiets als 60 cycli of 60 Hertz (Hz).

De primaire spoel

De ingang van een toroïdale transformator sluit aan op de primaire, een spoel van draad gewikkeld rond een donutvormige ferromagnetische kern. Terwijl de elektriciteit door de spoel stroomt, bouwt het een positief magnetisch veld op dat stijgt tot een piek. Het magnetische veld stort in als de spanning afneemt tot nul, in de eerste helft van de cyclus. De stroom bouwt vervolgens een negatief magnetisch veld op wanneer de elektriciteit de spoel in de tegenovergestelde richting passeert. Het negatieve magnetische veld stort in als de spanning weer terugkeert naar nul.

De secundaire spoel

Terwijl de positieve en negatieve magnetische velden worden opgebouwd en samengevouwen, passeren ze een tweede spoel van draad gewikkeld rond de dezelfde kern, de secundaire genoemd. Terwijl deze magnetische velden door de secundaire wikkeling gaan, produceren ze de uitgangsspanning. De hoeveelheid spanning die ze produceren, hangt af van het aantal spoelen van draad in het secundaire in vergelijking met het primaire. Een spoelverhouding van 2: 1 halveert de spanning, en een verhouding van 1: 2 verdubbelt hem.

The Core

De kern of een toroïdale transformator maakt gebruik van een strak gewikkelde strook van staal enigszins als een klokveer. Deze speciaal gemaakte spoel verbetert het opbouwen en inkrimpen van de magnetische velden en helpt ze de spanning in de secundaire te brengen, waardoor de transformator efficiënter wordt, omdat meer spanning daadwerkelijk van de primaire naar de secundaire wordt geïnduceerd. Een solide ferromagnetische kern in de vorm van een "E" of vierkant, en in een traditionele transformator, zou veel minder efficiënt zijn.

Toroidal Voordelen

Vanwege zijn hogere efficiëntie, voor vergelijkbare toepassingen , de toroïdale transformator kan tot 50 procent kleiner, lichter zijn. Het werkt ook stiller en produceert minder zoemend geluid. Als gevolg van zijn ronde vorm blijven de magnetische velden die in de transformator worden gecreëerd in de transformator achter, waardoor er minder interferentie is met aangrenzende circuits. Dit maakt het de ideale keuze voor transformators in sterk geconcentreerde omgevingen waar interferentie kritiek kan zijn. Het wordt ook gemakkelijker gemonteerd op printplaten.