Un trasformatore di corrente è un trasformatore di misura fondamentale utilizzato nei sistemi elettrici per misurare la corrente alternata in modo sicuro e preciso. La sua funzione principale è quella di ridurre le correnti elevate nelle linee elettriche a valori standardizzati molto più piccoli che possono essere facilmente gestiti da contatori, relè e dispositivi di controllo. A differenza dei trasformatori di tensione standard, un trasformatore di corrente è progettato per funzionare con l'avvolgimento secondario quasi in cortocircuito, il che ne definisce il principio di funzionamento unico.
Al suo centro, a il trasformatore di corrente funziona in base all'induzione elettromagnetica, la stessa legge fondamentale che governa tutti i trasformatori. È costituito da un avvolgimento primario, un avvolgimento secondario e un nucleo magnetico laminato. L'avvolgimento primario è tipicamente costituito da una singola spira o da poche spire di conduttore spesso, spesso formato semplicemente facendo passare il cavo di alimentazione principale attraverso il centro del nucleo. Questo design gli consente di trasportare correnti primarie pesanti senza surriscaldarsi. L'avvolgimento secondario ha molte spire di filo sottile, collegate a strumenti di misura o relè di protezione.
Quando la corrente alternata scorre attraverso l'avvolgimento primario, genera un flusso magnetico in continua variazione nel nucleo. Questo campo magnetico alternato passa attraverso l'avvolgimento secondario e induce al suo interno una corrente alternata secondo la legge di induzione di Faraday. Il rapporto tra corrente primaria e corrente secondaria è inversamente proporzionale al rapporto spire dei due avvolgimenti. Ad esempio, un TA con un rapporto di 200:5 produrrà 5 ampere nel secondario quando il primario trasporta 200 ampere. Questa corrente ridotta rappresenta accuratamente la corrente effettiva nel sistema di alimentazione.
Una caratteristica fondamentale dei trasformatori di corrente è che devono funzionare con un carico a bassa impedenza sul lato secondario. In condizioni normali, la corrente secondaria crea un flusso magnetico che si oppone al flusso primario, mantenendo il flusso nel nucleo a un livello basso e garantendo prestazioni stabili. Se il circuito secondario è aperto mentre scorre la corrente primaria, sui terminali secondari verrà indotta una tensione estremamente elevata. Questa tensione pericolosa può danneggiare l'isolamento, provocare shock al personale o addirittura saturare il nucleo in modo permanente. Pertanto, l'avvolgimento secondario di un TA non deve mai essere a circuito aperto durante il funzionamento.
I trasformatori di corrente sono ampiamente utilizzati nella produzione di energia, nella trasmissione, nella distribuzione e nelle applicazioni industriali. Forniscono isolamento galvanico tra i circuiti di alimentazione ad alta tensione e i circuiti di controllo a bassa tensione, proteggendo sia le apparecchiature che i lavoratori. Fornendo segnali di corrente accurati, consentono un'adeguata misurazione dell'energia, protezione da sovracorrente e monitoraggio del sistema. Sia nelle sottostazioni dei servizi pubblici che nei quadri elettrici delle fabbriche, i trasformatori di corrente garantiscono che i sistemi elettrici funzionino in modo affidabile, efficiente e sicuro traducendo grandi correnti operative in valori gestibili per la misurazione e il controllo.
