変圧器とは何か？

変圧器は、送電網からオフィスのコンピューターまで、ほぼあらゆる電気回路で使われています。この記事では、トランスの機能は具体的には何であり、どのように機能するのか、そしてどういった種類があるのかをご説明します。

つまり、電磁誘導を利用して2つの回路を接続し、一方の回路から他方の回路へ電流を伝達します。前述したように、移動の間、エネルギーの必要性に応じて電圧が増減することがあります。しかし、電流の周波数は常に変わりません。

変圧器には、磁気コア、一次巻線、二次巻線が含まれます。変圧器の図では、変圧器の構造は正方形のように見え（これがコア）、それぞれの垂直な辺に2本のワイヤーが巻かれています（これが一次巻線と二次巻線）。これらの巻線は、分離され絶縁された電流を持ち、中央の磁気コアを介してつながっています。変圧器では、一次巻線を通して電流が流れ、コアに電磁界が発生し、二次巻線に電圧が発生します。この電圧または電流が二次側ワイヤに送られ、一次側回路から二次側回路への電気的伝達を完了します。

昇圧トランスは、低電圧を受信し、別の回路への転送中に電圧を増加させる電気変圧器です。一次側回路から二次側回路へ電圧が増加する一方で、電流値は減少します。昇圧トランスには、一次巻線、二次巻線、磁性体コアが含まれており、これは電磁誘導の原理で動作します。そして、これが電磁界を介して、二次巻線を通して電圧と電流として伝達されます。しかし、昇圧トランスでは、一次巻線は二次巻線に比べて電圧が高く、コアの巻数が少ない。二次巻線は巻数が多いため、二次巻線の電圧が上昇し、電圧が高く電流値が低い新しい回路に移行します。

トランスにはさまざまなサイズだけでなく、エネルギーのニーズに合わせてさまざまなタイプが存在します。

1. 電圧トランス（電位変圧器）
   • 大きな電圧を降圧し、入力電流と同時に作動し、出力電流に低い電圧を生成します。
2. 電源トランス（昇圧トランス）
   • 周波数を変更せずに電圧を上昇させるトランス。可動部がなく、ファラデーの法則の原理を利用して電流を伝達します。小型、中型、大型の3つのサイズに分類され、最大の電源トランスは冷却補助が必要で、これには冷却剤の使用が含まれます。
3. 空気コイル・トランス
   • 小型機器に使用されるトランスで、金属コアがないため磁場を作りません。一次巻線と二次巻線は導電性の低い素材に巻かれており、巻線間の磁気リンクと巻線上を通過する空気が電流伝達を助けます。
4. 基板トランス
   • コンピュータの回路基板で動作するように設計されたトランス。電流を絶縁し、回路基板の電圧を安全なレベルまで下げる役割を果たします。

変圧器は、家庭用や産業用を問わず、さまざまな用途で利用されています。例えば、変圧器は呼び鈴のようなローテク機器から、コンピューターやタブレットのような電子機器まで広範なデバイスで使用されています。また、送電網に電流を供給する大規模な変圧器も存在します。

変圧器の主な用途には、以下のようなものがあります：

• 電流の安定化
• 電流の分離
• 回路の電圧測定
• 2つの回路の電流バランスの維持
• 電圧の降下による回路の安全性確保

どのような用途であれ、変圧器の選択には安全性が常に重要な要素となります。各変圧器には最大電圧要件があり、使用する変圧器のタイプはその要件に基づいて選択する必要があります。