Un trasformatore cambia una tensione alternata (CA) da un livello all'altro senza utilizzare parti mobili. Probabilmente il più semplice di tutti i dispositivi elettrici, il trasformatore può essere trovato in piccoli caricabatterie o enormi stazioni di generazione di energia. Il trasformatore toroidale, modellato in qualche modo come una ciambella, ha vantaggi specifici rispetto ad altri trasformatori sagomati.

Corrente alternata

L'alternanza di corrente elettrica cambia direzione in quello che viene definito un modello d'onda sinusoidale. La tensione CA standard inizia a zero volt e sale al suo picco positivo andando in una direzione lungo il filo, quindi scende a zero volt nella prima metà di un ciclo. Quindi sale al suo apice nella direzione opposta e ricade di nuovo a zero. Lo fa 60 volte al secondo creando 60 cicli o 60 Hertz (Hz).

La bobina primaria

L'ingresso di un trasformatore toroidale si collega al primario, una bobina di filo avvolto intorno ad un nucleo ferromagnetico a forma di ciambella. Mentre l'elettricità passa attraverso la bobina, costruisce un campo magnetico positivo che aumenta fino a raggiungere un picco. Il campo magnetico collassa quando la tensione diminuisce fino a zero, nella prima metà del ciclo. La corrente quindi genera un campo magnetico negativo mentre l'elettricità passa attraverso la bobina nella direzione opposta. Il campo magnetico negativo collassa quando la tensione ritorna di nuovo a zero.

La bobina secondaria

Mentre i campi magnetici positivi e negativi si accumulano e collassano, passano attraverso una seconda bobina di filo avvolto attorno al stesso core, chiamato secondario. Quando questi campi magnetici attraversano l'avvolgimento secondario, producono la tensione di uscita. La quantità di tensione che producono dipende dal numero di bobine di filo nel secondario rispetto al primario. Un rapporto di bobina di 2: 1 dimezza la tensione e un rapporto di 1: 2 raddoppierà.

Il nucleo

Il nucleo o un trasformatore toroidale utilizza una striscia di acciaio saldamente avvolta un po 'come un orologio a molla. Questa bobina appositamente realizzata migliora la costruzione e la contrazione dei campi magnetici e li aiuta a indurre la tensione nel secondario, rendendo il trasformatore più efficiente perché una maggiore tensione viene effettivamente indotta dal primario al secondario. Un solido nucleo ferromagnetico a forma di "E" o quadrato, e in un trasformatore tradizionale, avrebbe un'efficienza molto inferiore.

Vantaggi toroidali

A causa della sua maggiore efficienza, per applicazioni equivalenti , il trasformatore toroidale può essere fino al 50 percento più piccolo, più leggero. Funziona anche più silenziosamente, producendo meno rumori. Come risultato della sua forma rotonda, i campi magnetici che crea rimangono all'interno del trasformatore, causando meno interferenze con i circuiti adiacenti. Questo lo rende la scelta ideale per i trasformatori in ambienti altamente concentrati in cui le interferenze possono essere critiche. Inoltre si monta più facilmente sui circuiti stampati.