Il rame non viene utilizzato come materiale centrale nei trasformatori principalmente a causa delle sue proprietà magnetiche. Sebbene il rame sia un eccellente conduttore di elettricità, non presenta le caratteristiche magnetiche richieste per un efficiente accoppiamento e trasformazione del flusso magnetico nei trasformatori. I trasformatori funzionano sulla base dell’induzione elettromagnetica, dove la corrente alternata nella bobina primaria genera un campo magnetico che induce una tensione nella bobina secondaria. I materiali utilizzati nei nuclei dei trasformatori devono avere un’elevata permeabilità magnetica per facilitare un efficiente collegamento del flusso magnetico e ridurre al minimo le perdite di energia. Il rame, nonostante la sua conduttività, non ha sufficiente permeabilità magnetica e non canalizzerebbe in modo efficiente il flusso magnetico attraverso gli avvolgimenti del trasformatore.
Allo stesso modo, l’alluminio non viene generalmente utilizzato come materiale centrale nei trasformatori per ragioni simili legate alle sue proprietà magnetiche. Sebbene l’alluminio sia leggero e offra una buona conduttività elettrica, non possiede le caratteristiche magnetiche necessarie per trasferire e sostenere in modo efficiente il flusso magnetico richiesto per un funzionamento efficace del trasformatore. I materiali utilizzati come nuclei del trasformatore devono presentare un’elevata permeabilità magnetica per garantire perdite di energia minime e un’efficienza ottimale del trasformatore. La minore permeabilità magnetica dell’alluminio rispetto a materiali come ferro o acciaio lo rende meno adatto per i nuclei dei trasformatori, dove le proprietà magnetiche sono cruciali per le prestazioni.
Il ferro è comunemente scelto come materiale centrale per i trasformatori a causa delle sue proprietà magnetiche favorevoli. Il ferro ha un’elevata permeabilità magnetica, il che significa che può facilmente condurre e sostenere le linee di flusso magnetico generate dall’avvolgimento primario. Questa proprietà consente ai nuclei di ferro di trasferire in modo efficiente l’energia magnetica dalla bobina primaria alla bobina secondaria nei trasformatori, facilitando così un’efficace trasformazione della tensione. Inoltre, i nuclei di ferro possono essere facilmente magnetizzati e smagnetizzati, rendendoli adatti ai campi magnetici alternati prodotti nei trasformatori CA. Queste caratteristiche rendono il ferro un materiale preferito per i nuclei dei trasformatori, consentendo un efficiente trasferimento di energia e riducendo le perdite.
L’acciaio, sebbene simile al ferro sotto molti aspetti, non viene generalmente utilizzato come materiale centrale nei trasformatori a causa della sua maggiore conduttività elettrica. L’acciaio ha una resistività inferiore rispetto al ferro, il che può provocare correnti parassite e maggiori perdite di energia all’interno del nucleo del trasformatore. Queste correnti parassite generano calore, riducendo l’efficienza complessiva e causando potenzialmente problemi termici nei trasformatori. Pertanto, nonostante le sue proprietà magnetiche siano adatte per i nuclei dei trasformatori, la maggiore conduttività elettrica dell’acciaio e le perdite associate lo rendono meno desiderabile rispetto al ferro per questa specifica applicazione. La progettazione dei trasformatori mira a ridurre al minimo le perdite e massimizzare l’efficienza, motivo per cui il ferro rimane la scelta predominante per i nuclei dei trasformatori nonostante i suoi limiti.