اصل عملکرد یک ترانسفورماتور جریان (CT) در درجه اول بر قوانین القای الکترومغناطیسی تکیه دارد. مفهوم اساسی شامل جریان اصلی- سمتی است که شار مغناطیسی را در هسته آهنی ایجاد می کند، که به نوبه خود جریانی را در سمت ثانویه القا می کند که متناسب با جریان اولیه است. این فرآیند را می توان از طریق چندین نکته کلیدی درک کرد:
تولید شار مغناطیسی توسط جریان اولیه
سمت اولیه ترانسفورماتور جریان معمولاً از یک هادی منفرد یا سیم پیچی با تعداد کمی چرخش تشکیل شده است. همانطور که جریان از آن عبور می کند، یک شار مغناطیسی متناوب در هسته آهن ایجاد می کند. هسته آهنی به عنوان یک مدار مغناطیسی عمل می کند، شار مغناطیسی را به سمت سیم پیچ ثانویه هدایت می کند و از جفت شدن موثر انرژی میدان مغناطیسی اطمینان می دهد.
القای جریان ثانویه
سیم پیچ ثانویه معمولاً از تعداد بیشتری پیچ تشکیل می شود. هنگامی که شار مغناطیسی درون هسته آهنی تغییر می کند، ولتاژ القایی در سیم پیچ ثانویه مطابق با قانون القای الکترومغناطیسی فارادی ایجاد می شود. این جریان ثانویه- سپس از طریق یک بار متصل-معمولاً آمپرمتر، رله، یا وسیله حفاظتی- جریان مییابد و بزرگی آن متناسب با جریان اولیه است، با نسبت خاصی که توسط نسبت چرخش ترانسفورماتور تعیین میشود.
رابطه بین بار و شار مغناطیسی
تحت شرایط ایده آل، جریان ثانویه به اندازه کافی برای مقابله موثر با شار مغناطیسی درون هسته آهنی است، در نتیجه اطمینان حاصل می شود که جریان جانبی ثانویه به شدت جریان اولیه را مطابق با نسبت طراحی شده منعکس می کند. همچنین به همین دلیل است که سیم پیچ ثانویه باید همیشه به یک بار بسته متصل شود. اگر در مدار باز بماند-، ولتاژهای خطرناکی ایجاد میکند که هم برای تجهیزات و هم برای پرسنل خطر ایجاد میکند.
در اصل، یک ترانسفورماتور جریان از میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان اصلی-در هسته آهنی استفاده میکند تا یک نسخه کوچک شده-از آن جریان در سمت ثانویه را «تکرار» کند، و در نتیجه عملکردهای جداسازی الکتریکی، اندازهگیری و حفاظت را به طور همزمان انجام میدهد.