Merhabalar herkese, Nedir? serimizin bu yazısında sizlere transformatörlerden, bir diğer adıyla trafolardan bahsedeceğim.

Transformatör Nedir? Ne İşe yarar?

Transformatör, iki veya daha fazla devre arasındaki elektrik enerjisi aktarımını elektromanyetik indüksiyonla sağlayan bir sistemdir. Transformatörler, elektrik enerjisinin voltaj seviyesini değiştirmek için kullanılan cihazlardır. Temel olarak, transformatörler birincil ve ikincil sargılar olarak adlandırılan iki ana bileşenden oluşur. Bu sargılar, manyetik bir çekirdek üzerinde sarılıdır. Transformatörlerin çalışma prensibi, elektromanyetik indüksiyon yasasına dayanır.. 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.

Transformatörler, elektrik enerjisinin iletiminde, dağıtımında ve kullanımında hayati bir rol oynar. Transformatörlerin bu geniş kullanım alanları, elektrik enerjisinin güvenli, verimli ve sürdürülebilir bir şekilde kullanılmasını sağlar. Transformatörler, modern elektrik sistemlerinin vazgeçilmez bileşenleridir ve enerji yönetiminde kritik bir öneme sahiptir.

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.

Transformatör 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.

Transformatör Dönüştürme Oranı

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
⦁ Çekirdek Tipi
⦁ Mantel Tip
⦁ Dağıtılmış Tip
Kullanım Amacına Göre
⦁ Oto Transformatör
⦁ Yalıtım (İzolasyon) Transformatörleri
⦁ Alçaltıcı Transformatörler
⦁ Yükseltici Transformatörler
⦁ Ölçü Transformatörleri
Çalışma Ortamına Göre
⦁ Faz Sayısına Göre
⦁ Tek Fazlı Transformatörler
⦁ Çok Fazlı Transformatörler
⦁ Nüve Tipine Göre

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.

Mantel Tip: Bu tip nüvelerde sargılar ortadaki bacağa sarılmıştır ve ortadaki ayak kesiti yandaki ayakların kesitlerinin iki katıdır. Çekirdek tipi nüvenin tersine, alçak gerilimli, ve düşük güçlü transformatörlerde kullanılır.

Dağıtılmış Tip: ‘+’ şeklinde bir görüntüye sahiptirler. Sargılar orta ayağa sarılmıştır ve dört ayak tarafından kuşatılmışlardır. Bu tip nüvelerde kaçak akıların en alt düzeyde olması sebebiyle boş çalışma akımları düşüktür.

Kullanım Amacına Göre

Oto Transformatör: Oto trafo nedir konusunu açıklayalım. 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)

Şerit LED Trafo Hesabı

Şerit LED trafo hesaplamaları akım üzerinden işler. Yani amper hesabı ile hesaplanır. Bir şerit LED’deki harcanan güç (W), Akım(A) x Gerilim(V) x Uzunluk(m) formülü ile hesaplanır. Şerit LED trafo hesabı ise iki şekilde yapılır:

• Tek Çip Şerit LED Trafo Hesaplama

Tek çip şerit LED’ler 3528 çipli şerit LED’lerdir. Metrede 60 LED bulunur ve metre başına 0.4 Amper akım çeker. Çalışma gerilimi 12 Volt’dur. Yani örnek verecek olursak 10 metrelik tek çip şerit LED için 10 x 0.4 = 4 Amper. 10 metrelik bir tek çip şerit LED için 4 Amper veya daha yüksek akımlı bir trafo gerekmektedir.

• Üç Çip Şerit LED Trafo Hesaplama

Üç çip şerit LED’ler ise 5050 çipli şerit LED’lerdir. Tek çip şerit LED’lerde olduğu gibi metrede 60 LED bulunur, fakat bunlar metre başına 1.2 Amper akım çeker. Çalışma gerilimleri yine 12 Volt’dur. 10 metrelik üç çip şerit LED için 10 x 1.2 = 12 Amper. 10 metrelik bir üç çip şerit LED için 12 Amper veya daha yüksek akımlı bir trafo gerekmektedir.

Transformatör Fiyatları

Trafolar boyutlarına ve kullanım alanlarına göre çok çeşitli olduklarından fiyatları da bu şartlara göre değişmektedir. Basit elektronik devrelerde kullanılan transformatörler, çeşitlerine göre 200₺-50000₺ fiyat aralığını bulmaktadırlar.

Temel Elektronik Devre Elemanlarını Öğrenmeye Devam Et

Temel elektronik devreleri ve elemanları hayatımızın birçok noktasında varlar, bu aygıtlar sayesinde günlük işlerimiz ve yaşantımız daha kolaylaşıyor. Elektroniğin temellerine girmek isteyen herkesin bu elemanları tanıması ve mantıklarını anlaması gereklidir, önemlidir. 

Elektronik malzemeler sadece transformatörler ile sınırlı değil. Yazımızın devamında, muhakkak bilginizin olması gerektiğini düşündüğümüz en popüler devre elemanlarını sizler için sıraladık ;

Rölenin işlevi nedir?

Röle, düşük akımlar kullanarak yüksek akım çeken cihazları anahtarlama görevinde kullanılan devre elemanıdır. Kısaca çalışma prensipleri: rölenin bobinine enerji verildiğinde mıknatıslanan bobin bir armatürü hareket ettirerek kontakların birbirine temasını sağlar ve devrede iletim sağlanmış olur.

Röle ne işe yarar?, nedir?, rölenin işlevi nedir?, nerelerde kullanılır?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.

Kondansatörün işlevi nedir?

Kondansatörler doğru akımı (DC) iletmeyip, alternatif akımı (AC) iletme özelliğine sahiptir. Bu özellikleri sayesinde çoğu devrede farklı amaçlar ile kullanılırlar. Güç kaynağı devrelerinde filtrelemede, rezonans devrelerinde istenilen frekansı üretmede ve güç aktarım hatlarında gerilim düzenlenmesi ve güç akışının kontrolünde kullanılırlar.

Kondansatör ne işe yarar?, nedir?, görevi nedir?, kondansatörün işlevi nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.

Direncin işlevi nedir? 

Direnç, elektrikli devrelerde akımı sınırlayarak belli bir değerde tutmaya yarar. Mekanik sistemlerdeki sürtünmeye benzer özellikler gösterir. Direnç birimi Ohm (Ω)’dur. Denklemlerde R harfi ile gösterilir. Hassas devre elemanlarının üzerlerinden yüksek akım geçmesini önlerler, besleme gerilimini ve akımı bölmek için de kullanılırlar. 

Direnç nedir?, ne işe yarar?, görevi nedir?, direncin işlevi nedir?, direnç okuma nasıl yapılır?, eşdeğer direnç nasıl hesaplanır?, ohm nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.

Tristörün işlevi nedir?

Tristör, bir diğer adıyla SCR (Silicon-Controlled Rectifier/Silisyum Kontrollü Doğrultucu), güç elektroniği devrelerinde hızlı anahtarlama işine yarayan devre elemanıdır. Yüksek akım ve gerilimlerde hızlı anahtarlama işlemi yapabilmeleri sayesinde bu tip devrelerde sıklıkla kullanılırlar. 

Tristör ne işe yarar?, nedir?, görevi nedir?, tristörün işlevi nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.

Bobinin işlevi nedir?

Bobin (yada indüktör), iletken bir telin sarılarak bobin halini alması ile oluşturulan bir devre elemanıdır. Üzerinden akım geçen her iletken tel manyetik alan oluşturur.

İndüktörler üzerinden akan elektrik akımının değişimi yavaş olduğundan, güç kaynaklarında ve sinyal işleme devrelerinde filtre görevinde kullanılır. Farklı sarım sayılarına sahip iki adet bobinden oluşan trafolar ise, AC gerilimin yükseltilmesinde veya alçaltılmasında kullanılırlar. Ayrıca manyetik alan depolama özellikleri sayesinde indüktörler, anahtarlamalı güç kaynaklarında da kullanılır.

Bobin ne işe yarar?, nedir?, görevi nedir?, bobinin işlevi nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.