Если число витков во вторичной обмотке ( N_2 ) меньше числа витков в первичной обмотке ( N_1 ), то такой трансформатор называют понижающим трансформатором.
Принцип работы трансформатора основан на законе электромагнитной индукции. Когда переменный ток проходит через первичную обмотку трансформатора, в её витках создаётся переменное магнитное поле. Это магнитное поле, проходя через сердечник трансформатора, индуцирует переменную электродвижущую силу (ЭДС) во вторичной обмотке.
Отношение числа витков в обмотках определяет, как изменится напряжение при переходе от первичной обмотки к вторичной. Это выражается формулой трансформации напряжения:
[ \frac{V_2}{V_1} = \frac{N_2}{N_1} ]
где:
- ( V_1 ) — напряжение на первичной обмотке,
- ( V_2 ) — напряжение на вторичной обмотке,
- ( N_1 ) — число витков в первичной обмотке,
- ( N_2 ) — число витков во вторичной обмотке.
Если ( N_2 < N_1 ), то ( \frac{N_2}{N_1} < 1 ), и, следовательно, ( V_2 < V_1 ). Это означает, что вторичное напряжение будет меньше первичного, и поэтому трансформатор называется понижающим. То есть, понижающий трансформатор используется для снижения высокого напряжения на входе до более низкого напряжения на выходе.
Понижающие трансформаторы находят широкое применение в различных областях, таких как:
- Электроснабжение: для понижения высокого напряжения линий электропередач до уровня, безопасного для бытового и промышленного использования.
- Электронные устройства: для обеспечения работы устройств с различными уровнями напряжения.
- Системы безопасности: для питания оборудования, требующего низкого напряжения.
Важно отметить, что при изменении напряжения изменяется и ток, так как мощность (если пренебречь потерями) остаётся постоянной. Это выражается уравнением:
[ P_1 = P_2 ]
где:
- ( P_1 = V_1 \cdot I_1 ) — мощность на первичной обмотке,
- ( P_2 = V_2 \cdot I_2 ) — мощность на вторичной обмотке.
Таким образом, если напряжение понижается, ток во вторичной обмотке увеличивается пропорционально.