Что означает индуктивный трансформатор
Как рассчитать индуктивность силового трансформатора, формулы и примеры
Трансформатор, как элемент радиотехники и электротехники, работает на основе электромагнитной индукции. Говоря об индуктивности трансформатора, имеют в виду индуктивность обмоток и взаимоиндукцию между ними.
Каждая из обмоток представляет некоторое количество витков провода, намотанных на ферромагнитный сердечник, то есть обыкновенную катушку индуктивности.
Трудность в определении параметров катушки заключается в том, что они изменяются в зависимости от нескольких параметров и их сочетания:
Конструкция и принцип действия силового трансформатора
В основе конструкции любого трансформатора находятся следующие элементы:
В сетях переменного тока промышленной частоты (50 или 60Гц) в качестве ферромагнитного материала используется сталь, обработанная по специальной технологии. На высоких частотах часто делаются трансформаторы без сердечника, поскольку для нормальной работы достаточно взаимосвязи межу катушками.
ЭДС индукции в первичной обмотке направлена противоположно поданному напряжению, поэтому они взаимно компенсируются. В результате, при отсутствии нагрузки через первичную обмотку протекает сравнительно небольшой ток холостого хода.
Наличие тока вторичной цепи аналогично вызывает дополнительный магнитный поток, а он – ЭДС самоиндукции в первичное катушке. В результате компенсация первичного напряжения снижается и растет ток в первичной цепи.
Физическое понятие индуктивности обмоток
Индуктивность представляет собой коэффициент пропорциональности между током, создаваемым замкнутым электрическим контуром, и магнитным потоком, который создается этим контуром.
Более понятной формулировкой будет та, которая говорит о величине ЭДС самоиндукции в замкнутом контуре, которая возникает при изменении силы тока за единицу времени. То есть, понятие индуктивности справедливо для изменяющегося тока.
При постоянном токе говорить об индуктивности бессмысленно.
В идеальном трансформаторе все электромагнитное поле, создаваемое обмотками, замкнуто в магнитном сердечнике. В реальных конструкциях существует поле рассеяния, величина которого зависит от способа выполнения катушки и конструктивных особенностей сердечника. Чем больше толщина намотки, тем большая часть электромагнитного поля замыкается вне магнитопровода.
Этому способствует также качество сборки магнитопровода. Зазоры между пластинами способствуют резкому увеличению рассеивания. В связи с этим наилучшими свойствами обладают О-образные сердечники.
Формулы и измерение
Формулы для расчета индуктивности катушек довольно сложны и имеет различный вид для различных типов исполнения обмоток:
Наибольшие сложности возникают при расчетах многовитковых многослойных катушек, то есть тех, которые составляют обмотку трансформаторов.
В подавляющем большинстве случаев точный расчет невозможен, поэтому приходится использовать примерные данные и уточнять их после проведения измерений.
Формулы для расчета индуктивности трансформатора основаны на расчетах соленоида:
µ0 – магнитная постоянная;
µ – магнитная проницаемость сердечника;
N – количество витков;
S – площадь одного витка;
Для измерения индуктивности существует несколько методик и приборов, созданных на их основе. В большинстве случаев измерение производится путем вычислений индуктивного сопротивления катушки при подаче образцового напряжения заданной частоты и измеренного значения тока через обмотку.
В специализированных приборах вычисления производятся автоматически, и пользователь только считывает показания шкалы прибора, выраженные в единицах индуктивности – Гн, мГн или мкГн.
Как измерить в домашних условиях
Приборы для непосредственного измерения индуктивности имеют высокую стоимость и редко используются в домашних условиях. С приемлемой точностью результаты можно получить, используя обычные приборы для измерения переменного тока: амперметр и вольтметр. Также необходим омметр.
Порядок действий следующий:
Как правило, активное сопротивление намотки значительно (на несколько порядков) меньше индуктивного, поэтому можно его не учитывать. Именно поэтому, включение трансформатора в цепь постоянного напряжения вызывает короткое замыкание. Ток обмотки при этом будет ограничиваться только активным сопротивлением.
Пример расчета
К примеру, требуется рассчитать индуктивность первичной обмотки трансформатора питания. Путем измерений определено:
Активное сопротивление меньше полного в 10000 раз и его можно не учитывать.
Основы электроники. Индуктивность и трансформатор.
На нашем сайте вышел обновленный курс по электронике! Мы рады предложить Вам новые статьи по этой теме:
Продолжаем изучать электронику! Напоминаю, что начать мы решили с самого легкого, но в то же время самого важного, а именно с азов электроники, с основных элементов, которые можно встретить в любой принципиальной схеме. И вот сегодня пришло время поговорить про индуктивности.
Для того, чтобы не было недопонимания, сразу поясню, что термин индуктивность может означать как физическую величину, так и элемент схемы – катушку индуктивности. В принципе, точно так же конденсаторы называют емкостями, а резисторы сопротивлениями 🙂
Итак, единицей измерения индуктивности является Генри, но на практике чаще встречаются катушки с емкостями в мГн или мкГн. Для понимания работы индуктивности как элемента, давайте сравним ее с конденсатором. Поехали!
В конденсаторе – если пропустить через него ток, то это вызовет нарастание напряжения на нем. В катушке – если приложить к ней напряжение, то произойдет увеличение тока через индуктивность. Если в двух словах, то индуктивность, по сути – противоположность конденсатора (это сравнение условно, только для пояснения принципов работы). В конденсаторе скорость изменения напряжения зависит от протекающего тока. А в катушке? Правильно, наоборот! Скорость изменения тока зависит от приложенного напряжения.
Практическое применение индуктивностей настолько обширно, что не будем сейчас это обсуждать отдельно 🙂 Кстати, совсем забыл! Вот обозначение катушек индуктивности на схемах:
И, по традиции, давайте приведем формулы для расчета общей индуктивности при последовательном и параллельном соединении. Там все просто, так же как и при соединении резисторов.
Вот так вот все просто! Идем дальше…
Итак, катушки индуктивности — это очень нужные и полезные элементы! А что может быть круче индуктивности? Конечно две индуктивности! Почему? А все просто, две связанные катушки индуктивности представляют собой полезнейшее устройство — трансформатор!
Катушки, входящие в трансформатор, называют первичной и вторичной обмотками трансформатора. Принцип работы трансформатора заключается в следующем.
Мы подаем на первичную обмотку трансформатора входное напряжение, а со вторичной снимаем уже другое напряжение, причем коэффициент трансформации (изменения) пропорционален отношению числа витков катушек. Очень важным свойством трансформаторов является то, что мощность на его выходе практически равна мощности на входе. Что это нам дает? А то, что, если у нас есть, например, понижающий трансформатор, то на выходе мы получим рост тока при уменьшении напряжения. Мощность при этом естественно не изменится.
Давайте теперь прикинем, где бы мы могли использовать трансформаторы и для чего.
Вот так вот кратко обсудили мы индуктивности и трансформаторы, в принципе, для понимания сути работы этих элементов этого вполне достаточно, а нам как раз это и нужно. А практическое применение всех элементов, разработку схем с нуля, а также разводку плат, все это мы рассмотрим в будущем, и вот тогда нам очень пригодится то, что мы изучили сегодня. Опять повторюсь, что очень важно понять, именно понять, а не запомнить основополагающие принципы работы основных элементов 🙂 В общем, до скорой встречи в будущих статьях!
P. S. Предыдущие статьи серии тут и вот тут.
Антирезонансные индуктивные и емкостные трансформаторы напряжения
В электрических сетях с глухозаземленной нейтралью 110 кВ и выше используются как индуктивные, так и емкостные трансформаторы напряжения (ТН). До недавнего времени преимуществом обладали емкостные ТН из-за устойчивости к феррорезонансным явлениям. Однако после внедрения в эксплуатацию антирезонансных индуктивных ТН серии НАМИ 110 – 220 – 330 кВ, выпускаемых Раменским электротехническим заводом, это преимущество нивелировалось и представляется необходимым сравнение других технических характеристик данного оборудования.
Одним из основных показателей качества в последнее время стала стабильность класса точности, необходимая для коммерческого учета электроэнергии. Класс точности желательно иметь не хуже 0,2 при всевозможных изменениях условий эксплуатации.
У индуктивных ТН погрешности определяются в основном соотношением чисел витков обмоток, устанавливаемым раз и навсегда на заводе-изготовителе. Отклонения от номинального коэффициента трансформации у нагруженного трансформатора, вызванные колебаниями температуры окружающей среды, а также напряжения и частоты, проявляется слабо. На изменение погрешности влияет только значение вторичной нагрузки.
Емкостные ТН – резонансные аппараты, в которых сопротивление емкостного делителя компенсируется в электромагнитном устройстве индуктивным сопротивлением реактора. Оно настраивается в резонанс на заводе-изготовителе при номинальной частоте 50 Гц. Однако с изменением частоты напряжения резонансная настройка нарушается и появляется дополнительная погрешность, пропорциональная отклонению частоты. Нагрузочная способность ем- костных ТН значительно хуже индуктивных, поэтому предельные мощности и мощности в низших классах точности у предлагаемых на рынке ТН обычно в 1,5 – 2 раза ниже, чем у индуктивных.
Второй показатель качества – правильность передачи информации для релейной защиты (РЗ) в переходных процессах. В этом емкостные ТН также уступают индуктивным. Частота переходных процессов в индуктивных ТН составляет сотни и тысячи Герц, поэтому они затухают в течение десятых долей полупериода промышленной частоты и практически не влияют на работу РЗ. Переходные процессы в емкостных ТН носят затяжной характер и вызваны нелинейными низкочастотными колебаниями разряда емкости делителя через индуктивность намагничивания понижающего трансформатора или реактора.
Различают три вида переходных процессов, характер которых регламентируется специальными разделами ГОСТ 1983-89 (Трансформаторы напряжения. Общие технические условия) и публикацией МЭК 186А (Publication IEC 186 Voltage transformers). По этим стандартам предел остаточного вторичного напряжения при внезапных КЗ в первичной сети не должен превышать 10% в течение одного периода промышленной частоты. Появление столь значительной погрешности в значении вторичного напряжения (10%) может отрицательно сказаться на работе дистанционных защит.
Превышение вторичного напряжения, вызванное феррорезонансом, возникающим при отключении КЗ во вторичной цепи, должно снизится до 10% за время не более 10 периодов промышленной частоты. При этом превышение напряжения в течение процесса подавления феррорезонанса не регламентируется и может, как показывает практика, в 2 раза превышать значение рабочего напряжения. Это необходимо учитывать при настройке защит от повышения напряжения. Последняя должна также отстраиваться от Ложных повышений напряжения (на 50% и более) при включении емкостных трансформаторов толчком под рабочее напряжение. Время затухания этих процессов не регламентируется и исчисляется десятками полупериодов промышленной частоты.
Важный показатель ТН – пожаро- и взрывобезопасность. В этом отношении оба типа ТН примерно равноценны. Их можно заполнять газом, маслом, смесью масла с песком. Внешняя изоляция бывает фарфоровой или полимерной с различной длиной пути утечки. Важно также соотношение стоимости и качества трансформаторов. Для конкретного пользователя это соотношение индивидуально. Однако и здесь можно про- следить основную тенденцию – чем ниже класс напряжения, тем выгоднее использовать индуктивные ТН.
Это происходит потому, что в емкостных трансформаторах всех классов напряжения электромагнитное устройство и нижнее плечо емкостного делителя практически одинаковы. Отличаются только верхние плечи делителя, причем емкостной ток делителя остается неизменным. Правда, с ростом номинальных напряжений увеличивается и высота колонны конденсаторов. При этом ее механическая прочность может оказаться недостаточной. Тогда переходят на конденсаторы с большим диаметром изоляционной покрышки, что несколько удорожает трансформатор в целом. Доля электромагнитного устройства в общей стоимости трансформатора в этом случае еще больше снижается.
В индуктивных ТН напротив, с ростом номинальных напряжений конструкция непропорционально усложняется. Растет число ступеней в каскаде и все труднее обеспечить достаточную мощность в требуемых классах точности. Возникают также трудности с выравниванием импульсных напряжений по ступеням каскада. Поэтому серия антирезонансных трансформаторов напряжения НАМИ ограничивается классом напряжения 330 кВ включительно.
Таким образом, сравнение показывает, что индуктивные антирезонансные ТН серии НАМИ 110 – 220 – 330 кВ производства Раменского электротехнического завода отличаются от емкостных ТН лучшей стабильностью в наивысших классах точности, меньшими погрешностями в переходных процессах, большей нагрузочной способностью и более выгодным соотношением стоимость/качество.
Устройство и принцип работы трансформаторов
Как работает трансформатор
Трансформатор работает за счет взаимоиндукции. Для начала разберем, что такое индукция.
Что такое индукция
Если по проводу пустить электрический ток, то возникнет магнитное поле. 
Магнитное поле — неотъемлемая часть электрического. И в магнитном поле сохраняется энергия электрического.
У постоянных магнитов наличие магнитного поля объясняется направлением «доменов в одну сторону». Т.е. у каждого отдельно взятого атома есть свое маленькое магнитное поле. У постоянных магнитов эти маленькие магнитные поля направлены в одну сторону. Поэтому у постоянного магнита такое сильное магнитное поле.
И другие материалы можно намагнитить, т.е. сделать так, чтобы магнитные поля были направлены в одну сторону. Так получится «искусственно созданный» магнит.
Кстати, среди ремонтников очень популярен магнит, который намагничивает и размагничивает отвертки. Таким отвертками удобно пользоваться, поскольку маленькие болтики и винтики останутся на отвертке и не упадут в случае неосторожного движения. 
А индуктивность — это способность материала накапливать магнитное поле, когда по этому материалу течет электрический ток.
Чем больше материал может создать магнитное поле, тем выше его индуктивность.
Магнитное поле можно увеличить, если сделать катушку.
Достаточно взять проволоку, намотать ее на каркас. И магнитные поля витков будут складываться. 
Это и есть катушка индуктивности.
Провод в катушке индуктивности должен быть изолирован. Потому, что если хотя бы один виток будет в коротком замыкании с другим, то магнитное поле будет неравномерным. Будет межвитковое замыкание, из-за которого магнитное поле потеряет свою равномерность.
Если мы подаем на катушку постоянный ток, то и магнитное поле будет постоянным. Оно не будет меняться. А что если отключить катушку от источника? Тогда наступит явление самоиндукции. Так как ток уменьшается, то магнитное поле больше нечем поддерживать. И вся так энергия, которая была в магнитном поле, переходит в электрическую.
Изменение магнитного поля создает электрическое поле.
Увеличение индуктивности сердечником
А как увеличить индуктивность? Только с помощью количества витков и диаметром провода? На индуктивность еще влияет окружающая среда. Воздух — не самый лучший материал для накопления или передачи магнитного поля. У него низкая магнитная проницаемость. Тем более, при изменении плотности и температуры воздуха, это значение меняется. Поэтому, для увеличения индуктивности используют ферромагнетики. К ним относят железо, никель, кобальт и др.
Если сделать сердечник в центре катушки из таких материалов, то можно многократно повысить индуктивность катушки.
Из ферромагнетиков делают сердечники (магнитопроводы). В основном используют электротехническую сталь, которую специально делают для этих целей. 
Кстати, теперь намного проще регулировать индуктивность с сердечником. Достаточно плавно передвигать сердечник внутри катушки, и индуктивность будет плавно меняться. Это удобнее, чем двигать витки друг от друга.
Взаимоиндукция и принцип передачи тока
Раз можно накопить энергию в катушке за счет магнитного поля, то можно передать эту энергию в другую катушку.
Допустим, есть две одинаковые катушки индуктивности. Одна подключена к питанию, другая нет.
При подключении питания, у первой катушки возникнет магнитное поле. И если приблизить вторую катушку к первой, у второй катушки индуцируется ЭДС за счет магнитного поля первой.
Но ЭДС второй катушки будет не долгим явлением. Если на первую катушку подается постоянное напряжение, то и магнитное поле будет постоянным.
А электрический ток возникает только при переменном магнитное поле. Поэтому, ток во второй катушке сразу исчезнет, как только стабилизируется магнитное поле.
Если поменяем полярность на первой катушке, то и изменится ее магнитное поле. А это значит, что оно будет изменяться и во второй катушке. Это снова индуцирует ток во второй катушке, но не надолго. 
Чтобы непрерывно можно было передать ток от первой катушки ко второй, нужен переменный источник тока. Переменный ток создает переменное магнитное поле. А переменное магнитное поле проницая проводник создает в нем переменный наведенный ток.
И поэтому, если на первую катушку будет подано переменное напряжение, то возникнет и переменное магнитное поле. Это магнитное поле индуцирует во второй катушке электромагнитное поле, и ток будет во второй катушке.
Такое явление называют взаимоиндукцией. Когда за счет индуктивности ток из одной части цепи можно передать в другую используя электромагнитное поле.
Многие путают электромагнитную индукцию и взаимоиндукцию. Но это разные явления, хоть и принцип действия во многом схож.
Кроме переменного тока можно использовать и импульсный ток, в котором плюс и минус не меняются местами. Главное выполнять правило — ток должен менять свое значение. И тогда будет переменное магнитное поле. 
Кстати, когда работают блоки питания и светильники, издаваемый гул от них — это звук от катушек или их сердечников. Это из-за индукции. Магнитное поле из-за разного направления в катушках частично сдвигает витки и сердечники, отсюда и появляется тот самый звон. Это касается и электродвигателей. Поэтому такие детали заливают смолой или компаундом, чтобы уменьшить издаваемый звук.
Устройство трансформатора
А если катушки будут разными? Тогда можно преобразовать напряжение из одной величины в другую. Так и работает трансформатор. Трансформатор преобразует напряжение с первичной обмотки в напряжение другой величины на вторичной обмотке.
Трансформатор работает только с переменным, импульсным или любым другим током, у которого изменяется значение со временем.
Трансформатор преобразует ток и напряжение, но он не позволяет увеличить мощность. Даже наоборот, из-за нагрева он немного забирает мощность. И не смотря на это, его КПД может доходить вплоть до 99%.
Классический трансформатор
Разберем устройство классического трансформатора. 
Основная его функция — это снижение или повышение напряжения для блока питания. Работает за счет сетевого напряжения и низкой частоты (от 50 Гц). Частота переменного тока важна для расчетов.
Классический трансформатор состоит из первичной и вторичной обмотки, а также сердечника (магнитопровода). 
На первичную обмотку подается то напряжение, которое нужно преобразовать. А со вторичной обмотки снимают то напряжение, которое получилось за счет взаимоиндукции. Сердечник увеличивает магнитный поток.
Как же происходит преобразование? Все просто. Можно рассчитать индуктивность первичной и вторичной обмотки. Если нужно низкое напряжение, то вторичная обмотка имеет меньше витков, чем первичная. Раз первичная работает за счет сетевого напряжения, то и рассчитывается на 220 В с небольшим запасом из-за колебаний сети.
Напряжение на вторичной обмотке сдвинуто по фазе относительно первичной. Это связано с явлением взаимоиндукции. На графике показана примерная разница по синусоиде.
Трансформаторы могут быть источниками фазовых искажений. Они изменяют сигналы по фазе из-за индуктивности, как показано на графике выше.
На принципиальных схемах классический трансформатор обозначается двумя катушками с сердечником. 
Соответственно, если у трансформатора несколько вторичных обмоток, то и количество катушек на схеме будет другим.
Количество обмоток на трансформаторе может быть любым. Могут быть и несколько первичных и вторичных обмоток. А еще есть трансформаторы с общей точкой для двуполярного питания.
Кстати, если вы думаете, что у трансформатора нет сторон, как у диодов или транзисторов, то вы ошибаетесь. У трансформатора тоже есть начало обмотки и конец обмотки. На принципиальных схемах обозначение начала обмотки обозначается точкой и цифрами. 
Зачем это надо? Дело в том, что магнитная индукция имеет свое направление, и на этом заложен весь принцип работы схемы. Если подключить обмотку не так, как показано на схеме, то вся схема перестанет работать как изначально задумывалось. Еще как пример можно привести трёхфазные электродвигатели. У них и вовсе для правильной работы важно знать начало и конец обмотки.
Коэффициент трансформации
У трансформаторов есть такое понятие, как коэффициент трансформации. Это отношение его входных и выходных характеристик (отношение количества витков первичной обмотки к вторичной).
Например, если трансформатор понижающий, с 220 В до 12 В, то его коэффициент больше единицы, то есть К 1. У разделительного коэффициент равен 1.
От чего зависит мощность трансформатора
При расчете учитываются следующие параметры:
И все эти значения меняются в зависимости от расчетной мощности и требуемых параметров.
Типы классических трансформаторов
Классические трансформаторы по типу магнитопровода и расположению катушек разделяются на три основных вида:
Броневые чаще всего состоят из Е-пластин (или Ш, как многие называют), которые изолируются друг от друга лаком. В этом типе катушки заключены внутри сердечника как под броней. Поэтому они так и называются.
А еще сердечник может быть ленточным, но расположение катушек от этого не меняется.
Однако в плане эффективности преобразования мощности — это не самый лучший вариант. Магнитный поток получается неравномерным. Да и броневой трансформатор более уязвим к наводкам и помехам извне. Но зато у такого типа есть неоспоримое преимущество. Катушка наматывается достаточно просто, а сборка магнитопровода не составляет особого труда.
Такие трансформаторы чаще всего применяются в мелкогабаритной бытовой технике. Например, их можно часто встретить в мощных звуковых колонках от компьютеров. 
Стержневые отличаются особенностями расположения катушек и конструкцией магнитопровода. Такой тип трансформаторов еще называют П-образным. Это связано с тем, что конструктивно сердечник такого трансформатора ленточный, и он собирается из узкой ленты электротехнической стали. И чтобы установить катушки в сердечник, его делают из двух форм в виде буквы П.
После установки двух катушек на первую часть сердечника, вторая часть замыкает ее при окончательной сборке.
Этот тип противоположность броневому. У такого трансформатора обмотки находятся снаружи, а у броневого наоборот, внутри.
Тороидальные трансформаторы являются самыми эффективными, и в тоже время самыми сложными в изготовлении. Сложности изготовления заключаются в том, что сердечник имеет форму тора. Он замкнут, и поместить катушки в сердечник так просто как в стержневых и броневых не получится. 
Можно и разъединить трансформаторное железо на две полукруглые части (как П-образный трансформатор), но обмотку не получится намотать. Она будет не такая плотная и ровная.
Поэтому наматывают витки сразу на сердечник. А это намного дольше, да и автоматизировать такой процесс сложнее. Соответственно, и цена на такой трансформатор будет выше.
Режимы работы трансформаторов
Есть три основных режима:
1. Режим холостого хода. Первичная обмотка подключена к сети, но вторичная обмотка не подключена к нагрузке. 
2. Режим нагрузки. Это рабочий режим. Первичная обмотка преобразует сетевое напряжение, а вторичная принимает его и подает в нагрузку. 
3. Режим короткого замыкания. Вторичная обмотка находится в коротком замыкании. Это аварийный режим для большинства трансформаторов. В этой ситуации он может быстро нагреться и выйти из строя. 
Все режимы и их критические параметры также зависят и от типа трансформатора. Например, для трансформатора тока, холостой режим является аварийным.
Импульсные трансформаторы
У импульсных трансформаторов другой тип действия. Они преобразуют напряжение до высоких частот с помощью схемы управления. Конечно из-за этого усложняется схема работы, но это позволяет накапливать большое количество энергии в катушках. Большое преимущество перед классическим трансформаторов — это компактность. Если классический трансформатор на 100 Вт будет большим, то импульсный в десятки раз меньше. 
Из недостатков импульсных блоков питания — это наличие импульсных помех. Но и эти помехи удается сглаживать. Поэтому, все блоки питания в компьютерах, ноутбуках и зарядных устройствах чаще всего сделаны на импульсных трансформаторах.
Еще импульсные трансформаторы питают лампы подсветки в мониторах, которые подсвечивают матрицу. Это касается TFT мониторов. 
Отличия импульсных трансформаторов от классических
Тезисно можно выделить несколько различий:
А еще, как правило, у импульсных трансформаторов больше обмоток, чем у классических.
Почему сердечник не делают сплошным
Сердечники (магнитопроводы) делают из железных пластин потому, что во время работы появляются токи Фуко. Их называют еще вихревыми токами. Эти токи появляются от наводок обмоток в сердечнике. В итоге сердечник может перегреться, и даже расплавить катушки.
Поэтому, для трансформаторов низкой частоты делают сердечники из изолированных друг от друга пластин.
Пластины могут быть покрыты лаком, или изолированы бумагой между собой. Это уменьшает короткие замыкания в пластинах.
А можно ли сделать сердечник сплошным? Да, так можно сделать. И у импульсных трансформаторов сердечники сделаны из ферромагнитного порошка, у которого частицы друг от друга изолированы. Он называется ферродиэлектрическим сердечником. Но это возможно только на высоких частотах, на которых работает импульсный трансформатор.
Что делает трансформатор
У трансформатора много полезных и важных функций:
Это название неспроста, так как такой трансформатор выполняет функцию строчной развертки. По сути кинескоп — это и есть электронно-лучевая трубка. Поэтому, для работы телевизоров, где используется кинескоп, нужен строчный трансформатор.
Например, выход усилителя 2 кОм, а трансформатор согласует сопротивление и понижает напряжение для щадящей работы динамиков. А на его вторичной обмотке сопротивление всего несколько десятков Ом. 
Поэтому, потребитель будет защищен от опасных высоких токов. Именно из-за этого бестрансформаторные блоки питания считаются опасными.
Вопросы об устройстве трансформатора
-Почему зазор между катушками делается минимальным?
Это делается для лучшего контакта магнитных полей. Если зазор будет большим — то и эффективность трансформатора будет низкая.
-А можно ли сделать трансформатор без сердечника аналогичный мощности с сердечником?
Да, но тогда придется увеличивать количество витков, чтобы увеличить магнитный поток. Например, с сердечником у обмоток витки могут быть по несколько тысяч. А без сердечника придется увеличивать магнитный поток за счет витков. И количество витков будет по несколько десяток тысяч. Это не только увеличивает размеры катушек, но и снижает их эффективность и увеличивает шансы перегрева.
-Можно ли подключить понижающий трансформатор как повышающий?
Если у вас есть трансформатор, который понижает сетевое напряжение с 220 В в 12 В, то его можно подключить как повышающий. То есть, вы можете подать на него переменное напряжение 12 В на вторичную обмотку и получить повышенное на первичной 220 В.
-А что будет, если на вторичную обмотку понижающего трансфоратора подать сетевое напряжение?
Тогда обмотка сгорит. Её сопротивление, количество витков и сечение провода не рассчитаны на такие напряжения. 
-Можно ли сделать трансформатор самостоятельно своими руками в домашних условия?
Да, это вполне реально. И многие радиолюбители и электронщики этим занимаются. А некоторые еще и зарабатывают. продавая готовую продукцию. Но стоит помнить о том, что это долгий, сложный и не простой труд. Нужны качественные материалы. Это трансформаторное железо, эмалированные медные провода различного сечения, изоляционные материалы. 
Все материалы должны быть высокого качества. Если медный провод будет с плохой изоляцией, то возможно межвитковое замыкание, которое неминуемо приведет к перегреву. А для начала нужно рассчитать все параметры будущего трансформатора. Это можно сделать с помощью различных программ, которые доступны в сети. 
Далее, это долгие часы сборки. Особенно если вы решили намотать тороидальные трансформатор.
Нужно плотно и равномерно наматывать витки, записывать каждый десяток, чтобы не запутаться и не изменить характеристики будущего преобразователя или блока питания.
-Что будет, если включить трансформатор без сердечника?
Так как трансформатор рассчитывался изначально с сердечником, то и преобразовать полностью напряжение он не сможет. То есть, на вторичке что-то будет, но явно не те параметры. Да и если подключите нагрузку к обмоткам без сердечника, они быстро нагреются и сгорят.
Неисправности трансформаторов
К основным неисправностям трансформаторов можно отнести:
Как проверить на целостность
Трансформатор можно проверить обычным мультиметром. Установите прибор в режим измерения сопротивления и проверьте обмотки. 
Они не должны быть в обрыве, никогда. Если нигде обрывов нет, то можно найти первичную и вторичную обмотки при помощи измерения сопротивления. У первичной обмотки понижающего трансформатора сопротивление будет выше, чем у вторичной. Это все из-за количества витков. Чем больше витков и чем меньше диаметр провода — тем больше сопротивление обмотки.
Безопасная проверка работы трансформатора
Если вы решили намотать свой трансформатор или проверить старый, то обязательно подключайте лампочку в разрыв цепи (последовательно!). Если что-то не так произойдет то, лампочка загорится и заберет ток на себя и сможет спасти неисправный трансформатор.
Трансформаторы много где используются. Их конструкция разная и для каждой задачи она по-своему уникальна.
Интересные факты про трансформаторы
Трансформатор — это самый эффективный преобразователь. Его КПД (коэффициент полезного действия) может доходить до 99% (силовые трансформаторы). А вот у ДВС (двигатель внутреннего сгорания), КПД обычно не выше 30%.
Самый эффективный, но в тоже время и самый сложный в изготовлении — это тороидальный трансформатор. Он эффективен благодаря расположению катушек и магнитопроводу. Это усложняет процесс изготовления, особенно в промышленных масштабах.