Upotreba električne energije karakteristična je za svakodnevnicu ljudi, kako u biznisu i obavljanju poslovne delatnosti korišćenjem savremene tehnologije, tako i u domenu života i pokućstva. Uređaji su potrebni svuda – u domu, kancelariji, industrijskom pogonu, proizvodnoj liniji, termoelektranama, telefoniji, ali i velikom broju drugih oblasti života i poslovanja.

Danas je prosto nezamislivo obavljati neke aktivnosti bez upotrebe električne energije, tako da je značaj svakog njenog elementa, dela i uređaja izuzetno veliki. U tom pogledu, neophodno je pomenuti uređaje koji obezbeđuju efikasan prenos energije između strujnih kola, bez pokretnih delova i na osnovu elektromagnetne indukcije – to su transformatori. 

Uređaji za prenos energije, odnosno transformatori, omogućavaju kretanje iz jednog u drugo kolo na osnovu magnetne sprege – transformišu je i vrše promenu napona i jačine naizmenične struje, odakle i sam naziv ovog bitnog otkrića u domenu elektronike. Svakako, ono što nije uloga ovih uređaja, jeste transformisanje naizmenične u jednosmernu struju i obrnuto, promena napona i struje jednosmerne i učestanosti naizmenične struje, jer je to zadatak drugih elektronskih komponenti. Osnovni delovi transformatora jesu primarni i sekundarni kalemi u slojevima, kao i jezgro od gvožđa na koje su namotani, što pruža stvaranje elektromagnetnog polja i kretanje energije između primara i sekundara. 

Istorija porekla uređaja za tok struje putem elektromagnetnog polja

Kada se analizira pojava uređaja kao što su transformatori, prvobitni izum nastao je davne 1831. godine, a osmislio ga je Markl Faradej kao indukcioni prsten u cilju prikazivanja elektromagnetne indukcije. Nakon toga, 1881. godine Lusijen Galard i Džon Dikson Gibs, prvi su prikazali generator u Londonu, a zatim tri godine kasnije i u Torinu, za električno osvetljenje. 

Džordž Vestignhaus otkupio je njihov patent, da bi njegov inženjer razvio praktičan uređaj sa jezgrom od gvozdenih limova u obliku slova E, što se našlo u komercijalnoj upotrebi 1886. godine. Posebno je važno pomenuti Teslin kalem, koji je Nikola Tesla stvorio 1891. godine kao rezonantni visokonaponski transformator koji je imao vazdušno jezgro prilagođeno za visoke napone. 

Konstrukcija transformatora – za efikasan prenos energije

Transformatori se sastoje od spregnutih namotaja koji prekrivaju jezgro sačinjeno od mekog gvožđa, koje omogućava prenos fluksa iz primarnog kalema u sekundarni. Nekoliko slojeva sačinjeno je od tankog gvozdenog lima u obliku latiničnog slova E i I, zbog čega se i nazivaju EI trasformatorima. Jezgra mogu biti i masivnija – vazdušna, od gvozdenog praha, torusna i slično. 

Poslednje navedena vrsta ima karakteristično jezgro oblikovano u prsten, manju veličinu, zujanje, težinu i spoljašnje magnetno polje u poređenju sa EI varijantom. Princip funkcionisanja zasniva se na uključivanju primarnog kalema na sam izvor naizmenične struje, a zatim se stvara promena magnetnog polja u jezgru, pa indukcija u sekundar na koji je priključen neki potrošač. Zahvaljujući elektromagnetnoj indukciji i stvaranju polja, transformatori nemaju kompleksne niti pokretne delove. Takođe, naponi između primarnog i sekundarnog kalema su srazmerni broju njihovih namotara, od čega direktno zavisi i nivo napona na svakom od njih pojedinačno. Sa druge strane, obrnuta srazmera važi za odnos napona i jačine struje – što je napon viši, za toliko se smanji jačina električne struje, i obrnuto. 

Upotreba transformatora različitih vrsta i karakteristika

Današnji transformatori imaju raznovrsnu ulogu i široku primenu, pa se i upotrebljavaju različite vrste koje se mogu pronaći na tržištu. Prvenstveno, koriste se za prenos električne enegije, snabdevanje iz prenosne mreže, zatim kod jednosmerne struje za prenosne sisteme visokog napona, kaoi za prilagođavanje električnih uređaja nivou napona za koji nisu predviđeni. Ono za šta nisu namenjeni jeste transformisanje jednosmerne u naizmeničnu struju i obrnuto, za promenu napona i struje jednosmerne i učestanosti naizmenične struje. Svakako, transformatori pripadaju delovima sistema koji obavljaju prethodno navedene funkcije. Inovativna rešenja ovakvih i srodnih uređaja mogu se pronaći u firmi Enel, koja je sjajno snabdevena i predstavlja vodeću kompaniju na tržištu komponenti elektronike.

U zavisnosti od primene razlikuju se prema snazi: od minimalnog dela vata od ogromnog broja megavata, po nameni mogu biti za izolaciju kola, energetski, na osnovu napona od nekoliko volti do nekoliko hiljada, sa aspekta hlađenja vazdušnim sistemom, uljem, vodom i mnogi drugi. Uloga koju imaju razvrstava ih za primenu usmeravanja, za varenje, električne peći i u izlaznim pojačivačima. Za sve uređaje koji podrazumevaju princip prenosa struje putem elektromagnetne indukcije i polja, transformatori su apsolutno neophodni uređaji. Njihova primena značajna je u svim tipovima industrije, elektronici, automatici, kao i svakodnevnom životu. 

Transformatori predstavljaju uređaje koji imaju dugu istoriju i tradiciju korišćenja, ali su danas izuzetno inovativni i unapređeni u odnosu na primarne konstrukcije i tipove. U zavisnosti od namene, mogu biti vrlo raznovrsni, a u najvećem broju procesa obezbeđuju efikasno i isplativo prenošenje električne energije posredstvom magnetnog polja. Takođe, ovi uređaji su deo kompleksnih sistema koji su zasluženi i za pokretanje mašina, pretvaranja struje, automatsko upravljanje i brojne druge procese u sferi elektronike.