Un trasformatore 20:1 trasforma cinque ampere in un quarto di ampere

In corrente continua un trasformatore non fa nulla

L'intero apparecchio funziona perché un campo magnetico variabile induce una tensione nel secondo avvolgimento, e una corrente costante produce un campo costante, che non induce nulla. Collega un trasformatore di rete a una batteria della stessa tensione e il primario si comporta come ciò che fisicamente è — una lunga bobina di filo sottile, di resistenza bassissima — e assorbe tutta la corrente che la batteria può dare finché qualcosa cede. È la ragione pratica per cui un trasformatore appartiene alla corrente alternata, e per cui i sistemi in continua hanno bisogno di convertitori a commutazione, che fabbricano elettronicamente un campo variabile prima di poter usare lo stesso trucco.

L'equilibrio ideale non è mai davvero raggiunto

Sessanta watt in ingresso e sessanta in uscita presuppongono un trasformatore perfetto, e uno reale perde qualche punto percentuale nella resistenza degli avvolgimenti e nel riscaldamento del nucleo di ferro. Le perdite nel nucleo ci sono anche a vuoto, ragione per cui un trasformatore lasciato inserito senza carico è tiepido e consuma per nulla. Il rendimento dipende anche dal carico: un trasformatore vicino alla propria taglia di norma è al meglio, mentre uno che eroga un decimo di quanto per cui è stato progettato spreca una frazione assai maggiore di ciò che assorbe. Qualunque cifra calcolata dal solo rapporto di trasformazione è quindi un tetto di ciò che il secondario può dare, non una promessa.

Domande frequenti

Si può usare lo stesso trasformatore al contrario?

Elettricamente la fisica è simmetrica — immetti 12 volt nell'avvolgimento da 12 volt e dall'altra parte compaiono 240 — ma la costruzione non lo è. L'avvolgimento di bassa tensione è fatto con filo grosso e poco isolante, perché non è mai stato pensato per reggere 240 volt, e il lato di alta tensione è filo sottile, incapace di portare la corrente che un collegamento invertito richiederebbe. Gli apparecchi costruiti per questo, come i trasformatori di isolamento ad avvolgimenti uguali, lo dichiarano; qualunque altro usato al contrario esce dal campo per cui il suo isolamento è stato dimensionato, e il modo di guasto non è dolce.

Perché l'elettricità si trasporta in alta tensione?

Perché la perdita in un cavo dipende dal quadrato della corrente, e il trasformatore permette di scegliere la corrente. Inviare una data potenza a venti volte la tensione significa un ventesimo della corrente, e un ventesimo della corrente dissipa un quattrocentesimo del calore nello stesso conduttore. Quel solo rapporto spiega perché il trasporto a lunga distanza avvenga a centinaia di migliaia di volt e scenda a tappe fino alla casa, e fa del trasformatore forse il pezzo di ingegneria elettrica ottocentesca dalle conseguenze maggiori.