- Come si compongono i trasformatori.
Un trasformatore si compone di tre elementi, essenzialmente: il cosiddetto "pacco" di lamierini (la parte metallica), l'avvolgimento primario (quello che viene alimentato), l'avvolgimento secondario (quello che alimenta). I due avvolgimenti si chiamano cosi' perche' sono composti (rispettivamente) da un singolo filo di rame isolato avvolto a spirale a formare una sorta di rocchetto (l'avvolgimento).
- Come funzionano i trasformatori.
Data una certa legge elettromagnetica, facendo scorrere della corrente in un filo, si genera attorno al detto filo un campo magnetico. L'avvolgimento del filo comporta avere piu' sezioni affiancate, con la conseguente "somma" dei campi magnetici "locali" alle singole sezioni in un unico campo. Una seconda legge elettromagnerica dice che in un filo metallico mosso in un campo magnetico si sviluppa una forza elettro-motrice, con conseguente tensione ai capi del filo (o corrente se il filo e' chiuso in un circuito). Terza legge e' quella che contraddistingue la "facilita'" dei materiali di "condurre" i campi magnetici, per cui certi materiali sono sensibili ai campi magnetici (metalli ferrosi) mentre altri no (la plastica non viene attirata da un magnete). Cio' fa' si' che un campo magnetico si "incanali" preferibilmente lungo lo spazio occupato da uno di questi materiali.
Ci sono precise motivazioni per cui un mezzo di incanalamento del flusso magnetico debba essere preferibilmente composto da una serie di lamierini piuttosto che da un solo blocco metallico (correnti parassite, riscaldamento, ecc.) Percio' un trasformatore avra' sempre la parte metallica composta da lamierini sovrapposti.
Mettiamo tutto assieme e otteniamo che l'avvolgimento primario produce il campo magnetico, che viene incanalato nel "pacco" lamierinico, che lo "trasporta" fino all'avvolgimento secondario, che produrra' la tensione in uscita. Obiezione: li' sopra c'e' scritto che il filo deve _muoversi_ nel campo magnetico... Eggia', e mo' che facciamo? Semplice: muoviamo il campo magnetico, invece del filo: usiamo la corrente alternata (i trasformatori non funzionano proprio, in corrente continua).
(Btw: Il valore della tensione di uscita dipende sostanzialmente dal rapporto tra il numero di spire dei due avvolgimenti.)
- Perche' i trasformatori ronzano.
Qui intervengono altre leggi fisiche, cmq, "in buona sostanza", un oggetto metallico posto in un campo magnetico tende a disporsi in un certo modo per via delle correnti parassite che generano controcampi ecc. ecc. Ora, usando una corrente alternata, il campo (elettro)magnetico generato si inverte ad ogni semiciclo. I lamierini tentano di seguirne il movimento. Se il "pacco" di lamierini non e' ben compattato e stretto, finisce che i singoli lamierini vibrano con la frequenza dell'alimentazione. Vibrando sbattono gli uni contro gli altri e siccome il lasco non e' molto il rumore che ne risulta e' il classico ronzio; maggiore il lasco maggiore il rumore. Certi trasformatori usano addirittura dei bulloni agli angoli del "pacco" di lamierini, o una "incastellatura", per fissarli meglio.
P.S.: il trasformatore e' la "macchina" elettrica piu' efficiente, arrivando al 99%. Le perdite e dispersioni sono minime (se ben costruito).