Электрическая изоляция

Помимо преобразования одних значений напряжения и тока в другие (в цепях переменного и постоянного тока), трансформаторы обладают еще одной чрезвычайно полезной функцией, называющейся изоляцией, которая заключается в возможности подключения одной цепи к другой без использования прямых проводных соединений. Продемонстрировать этот эффект можно при помощи следующего SPICE моделирования:

Трансформатор изолирует переменное напряжение 10В V1 от постоянного напряжения 250В V2.

v1 1 0 ac 10 sin
rbogus1 1 2 1e-12       
v2 5 0 dc 250   
l1 2 0 10000    
l2 3 5 100      
k l1 l2 0.999   
vi1 3 4 ac 0    
rload 4 5 1k    
.ac lin 1 60 60 
.print ac v(2,0) i(v1)  
.print ac v(3,5) i(vi1) 
.end    

DC voltages referenced to ground (node 0):
(1)    0.0000    (2)    0.0000    (3)  250.0000    
(4)  250.0000    (5)  250.0000

AC voltages:
freq          v(2)        i(v1)       
6.000E+01     1.000E+01   9.975E-05    Primary winding

freq          v(3,5)      i(vi1)      
6.000E+01     9.962E-01   9.962E-04    Secondary winding

SPICE нам показывает, что приложенное к элементам вторичной цепи постоянное напряжение 250 вольт (относительно земли) никоим образом не влияет на первичную цепь (в узлах 1 и 2 отсутствует постоянное напряжение). Преобразование переменного напряжения от первичной цепи ко вторичной в этом случае остается прежним. Трансформатор полностью изолирует постоянное напряжение от первичной цепи. Изолируемое напряжение не обязательно должно быть постоянным, как в нашем примере. Оно может быть и переменным, и даже может иметь различные частоты, трансформатор все равно изолирует его от первичной цепи.

Существуют устройства, в работе которых используется электрическая изоляция между двумя цепями переменного напряжения без какого-либо преобразования уровней этих напряжений или токов. В этих устройствах применяются трансформаторы, называемые изолирующими (имеющими коэффициенты трансформации 1:1). Изолирующий трансформатор настольного типа показан на рисунке ниже.