trasformatore

trasformatore

Per passare da una tensione a un’altra

Il trasformatore è una macchina che modifica il valore della tensione elettrica, misurato in Volt. Utilizzato nelle grandi reti elettriche, è comunissimo anche nelle nostre case, perché molti apparecchi di uso domestico hanno bisogno, per funzionare, di tensioni più basse di quella della corrente in uscita dalle prese

Un dispositivo nascosto negli elettrodomestici

Il trasformatore è una macchina elettrica che modifica il valore del voltaggio in circuiti a corrente alternata. La principale applicazione dei trasformatori è nelle grandi reti elettriche per passare dalle elevatissime tensioni delle linee di distribuzione a quelle, molto più basse, per gli usi industriali o domestici. I trasformatori però hanno a che fare anche con la vita di tutti giorni. Infatti, i circuiti di molti apparecchi elettrici di uso quotidiano funzionano a tensioni molto più basse dei 230 V in uscita dalle nostre prese di corrente. Per questo motivo il primo componente elettronico all’interno di radio o piccoli elettrodomestici è quasi sempre un trasformatore. Spesso i trasformatori sono esterni e sono contenuti negli alimentatori, gli apparecchi a forma di scatola nera con cui, per esempio, si collegano alla rete elettrica i computer portatili. Gli alimentatori contengono anche altri componenti che servono per trasformare la corrente alternata in corrente continua, con la quale sono alimentati quasi tutti i circuiti elettronici.

Due avvolgimenti e un anello

Il più semplice trasformatore è formato da due bobine di filo conduttore, avvolte su un anello di materiale ferromagnetico e non collegate tra loro. Applicando una tensione alternata al primo avvolgimento, sul secondo viene indotta una tensione anch’essa alternata, ma di valore diverso, proporzionale al rapporto tra il numero di spire del secondo avvolgimento e quello del primo, oltre che, naturalmente, alla tensione in entrata. La trasformazione di tensione realizzata dal trasformatore può essere un’amplificazione o una riduzione, a seconda che il numero di spire sull’avvolgimento in entrata sia minore o maggiore di quello in uscita. Poiché è una macchina reversibile, ovvero può essere usato indifferentemente nei due sensi, il trasformatore può funzionare sia come amplificatore sia come riduttore.

Invenzione e funzionamento

Il primo trasformatore fu inventato nel 1831 da Michael Faraday, fisico e chimico inglese... che però non se ne accorse. Faraday stava infatti realizzando alcuni esperimenti per riuscire a caratterizzare un effetto fisico da lui scoperto: si era accorto che un campo magnetico, in prossimità di un circuito elettrico, riusciva in qualche modo a farvi scorrere corrente. Per comprendere il fenomeno, Faraday sfruttò l’allora recente scoperta di un fisico tedesco di nome Hans Christian Oersted, ossia che le correnti elettriche generano un campo magnetico. Faraday avvolse dunque separatamente due fili conduttori su un anello di ferro, in modo che tra i due avvolgimenti non ci fossero punti di contatto, e collegò gli estremi di un avvolgimento a una pila. La corrente che scorreva in questo circuito avrebbe creato un campo magnetico che, lungo l’anello di ferro, avrebbe raggiunto il secondo avvolgimento.

Collegò quindi gli estremi del secondo avvolgimento a un misuratore di corrente elettrica. Con sua grande sorpresa scoprì che nel secondo avvolgimento non scorreva corrente quando la pila era collegata, ma solo in fase di apertura e di chiusura del contatto, ovvero nel momento in cui si aveva una variazione del campo magnetico.

Faraday aveva scoperto il fenomeno dell’induzione elettromanetica: un campo magnetico variabile che attraversa un circuito induce in esso una corrente elettrica. Incidentalmente, aveva anche inventato il trasformatore, il sistema dei due avvolgimenti, ma Faraday non se ne interessò, o forse non capì l’importanza pratica della sua scoperta. Per fortuna lo scienziato inglese continuò nella sua ricerca di base che lo portò a fare altre importantissime scoperte, mentre fu necessario aspettare fino al 1882 – Faraday morì nel 1867 – perché fosse brevettato, dal francese Lucien Gaulard e dall’inglese John Gibbs, il primo trasformatore di uso pratico.