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Un trasformatore toroidale è un dispositivo a forma di ciambella che utilizza un nucleo di ferro circolare avvolto con filo isolato per immagazzinare energia magnetica. Il nucleo e i suoi avvolgimenti vengono definiti "avvolgimento". Quando alimentato, l'avvolgimento genera un campo magnetico la cui intensità si misura in induttanza, espressa in henry (H). Come la maggior parte dei trasformatori, un trasformatore toroidale contiene un avvolgimento primario (ingresso) e un avvolgimento secondario (uscita) per aumentare o diminuire la tensione.
Identificare il numero di spire nell'avvolgimento primario, indicato come N . Questa cifra è generalmente elencata nella scheda tecnica del trasformatore. Ad esempio, supponiamo N =300 giri .
Determina il raggio del toroide, indicato come r . Ancora una volta, fare riferimento alla scheda tecnica; in questa illustrazione utilizzeremo r =0,030 m .
L'area della sezione trasversale del nucleo viene calcolata con la formula familiare:
A =π × r²
Usando π ≈ 3.1415, otteniamo:
A =3,1415 × (0,030)² =0,0028 m².
L'induttanza dell'avvolgimento primario può essere approssimata da:
L =(μ₀ × N² × A) / (2 × π × r)
dove μ₀ è la permeabilità dello spazio libero, pari a 4π × 10⁻⁷ T·m/A. Calcolando μ₀ si ottiene:
μ₀ =4 × 3,1415 × 10⁻⁷ =12,566 × 10⁻⁷ T·m/A.
Sostituendo i valori noti:
L =[(12,566 × 10⁻⁷) × (300)² × 0,0028] / [2 × 3,1415 × 0,030] =0,000316 / 0,188 ≈ 0,00168 H o 1,68 mH.
Questi calcoli seguono le formule standard utilizzate dagli ingegneri elettrici di tutto il mondo e forniscono una stima affidabile dell'induttanza di un trasformatore toroidale.
