Trasformatore di corrente (CT)

Lo scopo principale del trasformatore di corrente è quello di produrre, dalla corrente primaria, una corrente secondaria proporzionale che possa essere misurata efficacemente o utilizzata per controllare diversi circuiti. I valori di corrente più grandi possono essere misurati in modo efficace.
I trasformatori di corrente possono essere utilizzati in un circuito sintetico per misurare la corrente di guasto, lavorando con la misurazione sicura di grandi correnti, spesso in presenza di alte tensioni. L'avvolgimento primario è collegato in serie con la sorgente di corrente da misurare, mentre l'avvolgimento opzionale è regolarmente collegato a un contatore, a un resistore di trasferimento o a un resistore di carico per generare una tensione di basso livello che viene amplificata a fini di controllo.

La sua capacità di isolare l'alta tensione e la corrente a valori bassi garantisce operazioni sicure e una gestione sicura dell'apparecchiatura. I trasformatori di corrente offrono l'isolamento elettrico tra gli strumenti di misura e i circuiti di alimentazione ad alta tensione. In questo modo è possibile ridurre i prerequisiti di isolamento elettrico nei circuiti di protezione e negli strumenti di misura.

Regolarmente, nei trasformatori di corrente vengono utilizzati nuclei con elevata permeabilità effettiva per ridurre al minimo la corrente magnetica e ridurre gli errori.

Un trasformatore di corrente è alimentato dalla corrente che misura. Non richiede potenza aggiuntiva. Inoltre, il segnale di uscita di una scansione TC attiva direttamente i relè elettromeccanici. Non necessita di amplificazione aggiuntiva.

I trasformatori di corrente sono ampiamente utilizzati come trasformatori di misura o di protezione. Un ulteriore vantaggio del trasformatore di corrente è la sua costruzione semplice e la facilità di installazione.

Il posizionamento del trasformatore di corrente pone alcuni limiti per forma e dimensioni. Il trasformatore di corrente è posto all'interno della scatola morsettiera del motore a induzione, attorno al conduttore di fase. Ciò limita la dimensione massima del nucleo del trasformatore. È possibile utilizzare i tipi a morsetto per facilitare l'installazione in modo che il trasformatore possa essere installato senza scollegare il conduttore di fase dall'estremità del motore.

Strumenti diversi possono essere gestiti con un unico trasformatore. Inoltre i risultati della misura non sono influenzati dalla temperatura degli avvolgimenti o dei nuclei magnetici, se entro punti accettabili.

Le parti danneggiate di un trasformatore di corrente possono essere sostituite facilmente. I trasformatori di corrente hanno una potente resistenza meccanica e un design compatto. Non sono difficili da trasportare, immagazzinare e installare. Inoltre, non richiedono manutenzione per tutta la loro aspettativa di vita.

I trasformatori di corrente non consentono la misura di segnali DC, quindi non possono essere adatti al rilevamento di scariche dielettriche; tuttavia, possono essere utilizzati nelle misurazioni di correnti induttive e forme d'onda di tensione con impedenza di carico opzionale. I campi magnetici esterni influenzano appena i risultati della misurazione.

I trasformatori di corrente sono di diversi tipi, ad esempio: scatola stampata, sommatoria, cavo split-core, trifase, guida DIN, compatto, flessibile, differenziale split-core e trasformatore di corrente differenziale. Questa moltitudine di tipi ha varie funzioni.

I TA possono essere utilizzati in ampie applicazioni, ad esempio monitoraggio di circuiti derivati, rilevamento di errori di sottostazioni, stima della corrente per il rilevamento di motori, misurazione dell'elettricità industriale e misurazione intelligente dell'elettricità.

Con la standardizzazione dei valori nominali dell'avvolgimento secondario dei trasformatori di corrente, è possibile standardizzare gli strumenti attorno a questi valori o valutazioni e, quindi, vi è una notevole riduzione dei costi dei trasformatori e degli strumenti di corrente.

La corrente alternata può essere definita come la corrente che cambia periodicamente la sua grandezza e direzione rispetto al tempo. Una forma d'onda completa di una corrente alternata raffigura fondamentalmente una cresta e una depressione. Qui, la cresta corrisponde al valore di ampiezza massima del segnale, cioè il valore massimo di corrente, mentre il minimo corrisponde al valore di ampiezza minima del segnale o grandezza minima di corrente. Un trasformatore può essere utilizzato per regolare la corrente alternata aumentandone o diminuendone l'entità all'interno del sistema. La regolazione delle correnti alternate aiuta sostanzialmente a ridurre il consumo di energia e a migliorare l’efficienza del sistema.

Il processo di ricarica di una batteria è un altro esempio delle applicazioni della vita quotidiana che utilizzano trasformatori. La ricarica di una batteria comporta fondamentalmente il trasferimento di elettroni da un generatore elettrico al dispositivo di accumulo dell'energia o alla batteria. Durante il processo di carica della batteria, gli elettroni tendono a fluire in modo incontrollabile e possono causare la rottura o il guasto del dispositivo, quindi per salvaguardare la batteria e prevenire qualsiasi tipo di danno ai componenti incorporati nel circuito interno della batteria, viene installato un trasformatore necessario collegare tra la batteria e la fonte di ricarica. In questo caso, il trasformatore funziona principalmente per regolare la tensione e prevenire perdite di corrente o flussi di sovracorrente attraverso il dispositivo.

Gli impianti di produzione dell'acciaio sono un classico esempio di applicazioni commerciali in cui l'uso dei trasformatori può essere facilmente osservato. Il processo di produzione dell'acciaio prevede fondamentalmente la fusione, la saldatura, lo stampaggio e il raffreddamento della materia prima. Per fondere e saldare gli elementi è necessaria una corrente di intensità notevolmente elevata; mentre per il raffreddamento degli elementi è auspicabile un valore di corrente comparativamente più basso. Per ottenere questa frequente regolazione della corrente durante tutto il processo di produzione, vengono generalmente utilizzati trasformatori ad alta tensione. Nel caso delle industrie siderurgiche, i trasformatori tendono ad aumentare o diminuire i valori di tensione in diversi punti del circuito e aiutano l'utente a ricavare la corrente necessaria.

L'elettrolisi è un'applicazione di ingegneria chimica che solitamente utilizza trasformatori per il suo funzionamento di base. In parole semplici, il processo di elettrolisi può essere definito come un metodo per separare una combinazione omogenea o non omogenea di elementi e composti scomponendo le sostanze ioniche in sostanze più semplici. L'elettrolisi generalmente comporta la sottoposizione delle sostanze campione a una serie di reazioni chimiche e il passaggio di energia elettrica attraverso la soluzione della sostanza campione. Le reazioni chimiche coinvolte nel processo di elettrolisi dall'inizio alla fine richiedono un flusso di corrente regolato che può essere facilmente ottenuto con l'aiuto di trasformatori.

Un trasformatore audio è un dispositivo elettrico generalmente utilizzato per fornire isolamento ai segnali che fluiscono attraverso i circuiti e per aiutare a far corrispondere i valori di impedenza della sorgente e del carico. I trasformatori audio sono generalmente utilizzati in apparecchiature audio come microfoni, altoparlanti, amplificatori audio, ecc. Tali tipi di trasformatori sono progettati specificamente per funzionare solo con i segnali che rientrano nella gamma del segnale udibile, ovvero i segnali i cui valori di frequenza sono compresi tra 20 Hz a 20KHz o semplicemente i segnali che sono propriamente udibili per un essere umano di età media. Un trasformatore audio può anche fornire filtraggio al segnale di ingresso eliminando i segnali indesiderati o di rumore.

Quando un trasformatore viene utilizzato in forma essiccata all'aria, può essere utilizzato per generare un effetto di raffreddamento. Questa proprietà dei trasformatori di generare un effetto di raffreddamento può essere facilmente utilizzata nei frigoriferi per mantenere gli alimenti freddi e freschi. Oltre al raffreddamento, i trasformatori utilizzati nei frigoriferi e in altre applicazioni correlate forniscono anche la necessaria regolazione della tensione per evitare picchi di corrente e squilibri di tensione, garantendo così la sicurezza del dispositivo. Inoltre, i trasformatori aiutano a mantenere il raffreddamento dei frigoriferi per un certo periodo di tempo anche dopo che la fornitura di energia elettrica viene interrotta bruscamente.

I condizionatori d'aria tendono a costituire un altro esempio delle applicazioni della vita quotidiana che utilizzano trasformatori per le loro operazioni generali. Alcune operazioni principali di un condizionatore d'aria eseguite da un trasformatore includono la conversione dell'entità della tensione fornita dal circuito stampato all'unità CA. al valore ottimale desiderato dall'utente, consentendo il funzionamento simultaneo del condizionatore d'aria e del ventilatore, controllando l'entità della potenza che fluisce attraverso il circuito in base al fabbisogno attuale, ecc. In modo simile riscaldamento, ventilazione e aria anche i dispositivi di condizionamento utilizzano trasformatori per facilitarne il funzionamento, migliorarne il funzionamento e ottimizzare il consumo energetico.

I circuiti stabilizzatori tendono a costituire un altro esempio di applicazioni reali che utilizzano trasformatori. Un circuito stabilizzatore è generalmente collegato agli apparecchi elettrici che funzionano con valori di corrente o tensione elevati per scopi di sicurezza. La funzione principale di un circuito stabilizzatore è quella di prendere il segnale di ingresso dall'alimentazione domestica e produrre un segnale di uscita che sia approssimativamente uguale ai requisiti elettrici ideali del sistema. Un apparecchio elettrico azionato tramite un circuito stabilizzatore ha relativamente meno possibilità di subire guasti o rotture. Per modulare e controllare frequentemente il livello di tensione o corrente attraverso l'apparecchio o il gadget, viene generalmente utilizzato un autotrasformatore nel circuito interno dello stabilizzatore. Il trasformatore tende ad aumentare o diminuire automaticamente il valore di tensione o corrente nel caso in cui la tensione o la corrente che attraversa il circuito aumenta o diminuisce, confrontandola con il valore di corrente o tensione idealmente richiesto.