Mulți oameni știu că practic nici un dispozitiv electronic puternic nu poate face fără utilizarea de transformatoare. Transformatorul este un miez magnetic, format dintr-un material feromagnetic, cu bobine de cupru înfășurate în jurul acestuia. De obicei, transformatorul are două înfășurări, iar bobina primară este conectată la sursa de curent alternativ, iar bobina secundară este conectată la sarcină. Și prin reglarea rezistenței de sarcină este setat modul de funcționare necesar.
Transformatoarele sunt folosite pentru a converti energia, în special pentru a schimba valoarea curentului, a tensiunii sau a puterii în circuit. Aceasta vă permite să includeți în rețea o tensiune de 220 volți care funcționează într-o gamă mult mai mică de tensiuni.
Dezavantajul dispozitivului în cauză îl constituie pierderile electromagnetice ridicate asociate cu caracteristicile structurale ale transformatorului. Prin urmare, este necesar să căutați modalități de a rezolva această problemă. Din punct de vedere fizic, vom încerca să ne dăm seama cum să creștem eficiența transformatorului.
Pierderile sunt de două tipuri: pierderi în oțel sau pierderi în miezul magnetic al transformatorului și pierderi în cupru sau pierderi în bobinaje. Puterea consumată de pierderile de mai sus reduce eficiența. Eficiența este calculată după cum urmează: Eficiență = P2 / P1 = P2 / (P2 + Pst + Pm), unde:
P2 este puterea în sarcină,
Rст - pierdere de putere din oțel,
Rm este pierderea de putere din cupru.
Astfel, pentru a crește eficiența transformatorului, este necesar să se reducă pierderile în miez și în bobine.
Luați în considerare pierderea de cupru. Acestea sunt create datorită prezenței naturale a rezistenței electrice a conductorului metalic - înfășurării cuprului. Prin urmare, este necesar să se maximizeze conductivitatea cât mai mult posibil sau, cu alte cuvinte, să se reducă rezistența. R = p * l / S, unde:
p este rezistența electrică specifică,
l este lungimea conductorului,
S este secțiunea transversală a conductorului.
Și ce avem? Pentru a reduce rezistența, este necesar să se reducă rezistivitatea sau lungimea conductorului sau să se mărească suprafața secțiunii transversale.
Cel mai redus rezistivitate în aluminiu și apoi în cupru. Dar aluminiu este un metal prețios, care crește comparativ costul transformatorului. Prin urmare, este mai profitabil să folosiți cupru. Dar deja avem. În producția industrială de transformatoare, înfășurările sunt întotdeauna făcute din cupru.
Reducerea lungimii înfășurării nu este, de asemenea, o soluție. Faptul este că prin reducerea lungimii, reducem numărul de viraje ale înfășurării, schimbând astfel raportul de transformare și, în consecință, scopul pentru care folosim transformatorul. În acest fel nu primim transformarea de care avem nevoie.
Un lucru rămâne: pentru a crește suprafața secțiunii transversale. În acest caz, grosimea înfășurării crește. Evident, este imposibil să facem acest lucru pe o perioadă nelimitată, mai ales că trebuie să monitorizăm dimensiunile. Așa că putem reduce pierderile în cupru.
Să trecem la pierderile din oțel. Acestea includ pierderile din histerezisul miezului și pierderile datorate curenților turbionari.
Circuitul de histereză este caracteristica magnetică a circuitului magnetic al transformatorului, care arată dependența inducției magnetice de rezistența câmpului magnetic B = f (H). Se știe că cu cât suprafața bucla histerezis este mai mare, cu atât este mai mare pierderea. În consecință, pentru a reduce pierderile la histerezis, este necesar să se folosească un nucleu de oțel cu o buclă de histerezis îngust ca nucleu.
Un alt tip de pierdere "din oțel" se datorează prezenței curenților turbionari. Soluția este de a folosi ca nucleu de transformator nu un circuit magnetic solid, ci un sistem magnetic din numărul de plăci subțiri acoperite cu un lac izolator.
Astfel, prin toate metodele de mai sus, putem îmbunătăți în mod semnificativ eficiența transformatorului.
Trimiteți-le prietenilor: