Her elektronikçi ve elektrikçi kendisi transformatör üretmese de, bir transformatörün boyutlarına ve tel kalınlığına baktığı zaman gücü hakkında bir tahminde bulunabilmelidir.

Bu bakımdan burada, transformatör hesabıyla ilgili bazı pratik bilgiler verilecektir. Bu bilgiler özellikle, en çok kullanılan ÇİFT SARGILI doğrultucu transformatörü için yararlı olacaktır.

Bir transformatörü üretmek veya gücü hakkında tahminde bulunabilmek için şunların bilinmesi gerekir:

1. Nüve (çekirdek) kesiti

2. Sarım (spir) sayısı

3. Tel ve Sargı kesiti

4. Nüvenin boyutları

Transformatörü üretirken de; yukarıdaki karakteristik değerlerin hesaplanabilmesi için şu ön bilgilere ihtiyaç vardır:

•  Transformatörün gücü.

•  Giriş ve çıkış gerilimleri.

Bu ön bilgiler de kullanılma yerine göre saptanır. Burada örnek olarak, bir doğrultucu transformatörünün pratik yoldan hesaplanması yöntemi anlatılacaktır.

Doğrultucu Transformatör Hesabı

Doğrultucu transformatörü en çok karşılaşılan ve ilgi çeken transformatör türüdür.

Transformatörün hesabında, şu sıralama takip edilecektir:

1. Nüve kesiti hesabı

2. Sarım sayısı hesabı

3. Tel ve sargı kesiti hesabı

4. Nüve boyutlarının ve dolayısıyla bobinlerin nüveye yerleştirilmesi için pencere büyüklüğünün belirlenmesi

Nüve Kesiti Hesabı

Nüve kesiti ile güç arasındaki bağıntı:

Aşağıda kesit görüntüsü verilmiş olan nüvenin orta (göbek) kesit alanı S olsun.

Bu alanın kenarları (a) cm (b) cm ise S alanı aşağıdaki gibidir:
S = a * b cm²

Transformatörün primer gücü Pp Watt olarak gösterilirse, S ve Pp arasında şu bağıntı vardır:

S (cm²) = k √P_P (Watt)   k; sacın kalite katsayısıdır. Sacın kalitesine göre; k = 0.8 - 1.1 arasında değişir. Kalite arttıkça "k" küçülür.

Örneğin;
B magnetik akı yoğunluğu 20000 Gauss olan sac için k=0.8 'dir. B=7000 Gauss olan sac için ise k=1.1 'dir.

Eğer sacın kalitesi bilinmiyorsa güvenli olması açısından "k=1.1" alınır.

Hesaplama da primer güç esas alınır. Zira, kayıplar nedeniyle sekonder güç daha küçük olduğundan, nüve kesiti daha küçük olacaktır. Bu da daha riskli bir durumdur.

Eğer transformatör sacı kaliteli yapıda ise hesaplama sonucunda √P_P kesirli bir sayı çıkarsa, yine de toleranslı olması bakımından, S bir üs sayı değeri olarak alınır.

Örneğin;
S = √78 olsun √78  ==>  8 ile 9 arası bir sayıdır.
Böyle bir durumda S=9cm² olarak alınır.

Nüve Boyutlarının Belirlenmesi

Yukarıda sıralanan hesaplamalardan sonra sıra primer ve sekonder sargıların nüveye yerleştirilmesine gelmektedir.

Bunun için önce şu iki nüve tipinden birine karar vermek gerekiyor:

1. Sargılar üst üste nüve göbeğine mi yerleştirilecek

2. Yoksa ayrı ayrı nüvenin iki bacağına mı yerleştirilecek.

Genelde yerden kazanmak için üst üste orta göbeğe yerleştirilir.

Böyle düşünülürse şu yollar izlenir:

Önce pencere büyüklüğü belirlenir. Pencere, bobinlerin yerleştirileceği nüve aralığıdır. Aşağıdaki tabloda  ve şekilde pencere boyutları K ve F harfleri ile gösterilmiştir. K*F kesit alanı, yukarıdaki yöntem ile hesaplanan, primer ve sekonder sargıların kesit alanı toplamından biraz büyük olmalıdır.

Bunun nedeni sargıların makaraya sarılmasıdır. Makara payını da düşünmek gerekir. Uygun pencere boyutları belirlendikten sonra, aşağıdaki tablodan nüvenin diğer boyutları belirlenir.

Bu safhadan sonra sıra sacların dizilmesine gelmektedir: Saclar E ve I biçimi olmak üzere iki kısımdır. Önce, E saclar iki yönlü olarak sıra ile makaraya oturtulur. Sonra da I saclar ara boşluklara yerleştirilir. Preslenip verniklenerek fırınlanır.

Güç transformatörü için kullanılacak olan iki tür nüveye ait standart boyutlandırma

Tablo: Standart çekirdek boyutları

	Form	Boyut (mm)
		A	B	C	D	E	F	G	H	I	K
1	a	44	28				21	7	7	14	8
2	a	48	32				24	8	8	16	8
3	a	52,5	35				26,25	8,75	8,75	17,75	8,75
4	a	60	40				30	10	10	20	10
5	a	63	42	52,5	5,25	36,75	31,5	10,5	10,5	21	10,5
6	a	75	50	62,5	6,25	43,75	37,5	12,5	12,5	25	12,5
7	a	75	65	64	5,5	59	54	10,5	10,5	21	16,5
8	a	80	70	67	6,5	63	57	12,5	12,5	21	17
9	a	90	77,5	77	6,5	71	65	12,5	12,5	25	20
10	b	70	75	60	5	65	55	10	10	20	15
11	b	75	75	65	5	65	52	11,5	11,5	21	15,5
12	b	80	80	70	5	70	57	11,5	11,5	21	18
13	b	90	90	76	7	76	63	13	13	24	20
14	b	99	99	85	7	85	70	15	15	28	20,5

Sarım Sayısı Hesabı

1. Pratik Bağıntıdan Gidilerek Sarım Sayısı Hesabı

Sarım sayısı hesaplanırken, öncelikle Volt başına sarım sayısı bulunur. Zira bunun hesabı pratik yolla daha kolay yapılabilmektedir.

Volt başına sarım sayısına n diyelim.

n değeri pratik yoldan, S nüve kesitine bağlı olarak şöyle hesaplanır:

Çok iyi kalite sac kullanılıyorsa: n=45/S , Orta kalite sacta: n=55/S , Kalitesi iyi olmayan bir sac kullanılıyorsa: n=60/S. S 'nin birimi cm² 'dir.

Sarım sayısının bulunması:

Sarım sayısı genelde N ile gösterilir. Sargı gerilimi de E olsun.

N=n*E  olacaktır.

Buna göre primer sargı gerilimi E_P Volt ve sekonder sargı gerilimi E_S Volt olursa aşağıdaki sonuçlar yazılır.

Primer sarım sayısı: N_P = n*E_P
Sekonder sarım sayısı: N_S = n*E_S

Kayıpsız transformatörde: E_P=V_P (Giriş gerilimi),   E_S=V_S (Çıkış gerilimi)

2. Daha Hassas Yoldan Sarım Sayısı Hesabı

Kullanılan sacın, B manyetik akı yoğunluğu biliniyorsa, sarım sayıları hassas olarak şu formüllerden yararlanılarak hesaplanır.

Primer sarım sayısı: N_P = V_P*10⁸ / 4,44*f*B*S
Sekonder sarım sayısı: N_S = V_S*10⁸ / 4,44*f*B*S

Bu bağıntıda birimler şöyledir:

V_P ve V_S: Volt   B: Gauss   f:Hz   S:cm²

Eğer B, Webber / m² (Wb/m²) ve S 'de m² olarak yazılırsa yukarıdaki bağıntılarda 10⁸ yazılmasına gerek kalmaz.

Sarım sayısını hesaplarken hassas davranmak gerekir. Zira, sargılardaki gerilim düşümü çalışma gerilimini etkilemektedir. Bu nedenle sargılardaki gerilim düşümünün giriş ve çıkış gerilimlerinin ±%5 'ini geçmemesine özen gösterilmelidir. Azami sınır ±%10 'dur.

Tel ve Sargı Kesitinin Hesabı

1. Tel Kesitinin Hesabı

Tel kesiti şu iki değer belirler:

•  Akım yoğunluğu (J)

•  Devre akımı (I)

Akım yoğunluğunun şu değerler arasında olması gerekmektedir:

Kendi kendine soğuyan transformatörde: J=1,8-2,6 Amper/mm²

Devre akımı ise şu bağıntı ile bellidir: I=P/V

P: Transformatör gücüdür. (Watt olarak alınır)
V: Primer veya sekonder gerilimidir. (Volt olarak alınır)

V yerine V_P primer gerilimi yazılırsa, I_P primer akımı bulunur. V_S sekonder gerilimi ile de I_S sekonder akımı bulunur.

Akım belli olduktan sonra, "d" Tel çapı yaklaşık olarak şu bağıntılar ile bulunur:

J = 2,5 A/mm² için  :  d = 0,7√I+0,1
J = 3    A/mm² için  :  d = 0,6√I+0,1
J = 4    A/mm² için  :  d = 0,45√I+0,1

Burada " I " amper olarak yazılır ve " d " mm olarak bulunur. " d " çap ifadesindeki "0,1" ilaveleri emaye kalınlığıdır.

Tel çapı bulunduktan sonra sıra telin kesit alanının hesabına gelir:

Telin kesit alanı: A_tel = p(d² / 4) = 3,1416(d² / 4) = 0,785 d² 'dir.

Buradaki "d" çapına emaye kalınlığı dahildir.

2. Sargı Kesit Alanının Hesabı

Sargıların sarım sayıları hesaplanmış olduğuna göre belirli bir tel kalınlığı da seçilince, toplam sarımın alanı şöyle bulunur:

Sargının kesit alanı: A_sargı = 1 telin kesit alanı * sarım sayısı

Tel çapından doğrudan sargı kesit alanına geçilmesi istenirse aşağıdaki tablodan yararlanılabilir.

Tablo: Tel çapına göre, 1cm² alana sığacak sarım sayısı

Çap (mm)	cm2 'ye Sarım sayısı	Çap (mm)	cm2 'ye Sarım sayısı	Çap (mm)	cm2 'ye Sarım sayısı
0,08 0,10 0,12 0,13 0,15 0,16 0,18 0,20	8200 5700 4000 3130 2800 2500 2070 1720	0,22 0,25 0,30 0,35 0,4 0,5 0,6 0,7	1400 1140 810 502 470 808 217 164	0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5	125 101 33 69 58,5 50,5 44,5 39