Inžinieriaus išsilavinimo neturintis asmuo, paklaustas, kas yra elektros tinklas, iškart įvardins keli jai būdingi komponentai, tarp kurių jis beveik neabejotinai bus paminėtas transformatorius. Jei toks žmogus namuose nuolat susiduria su laidais ir lizdais, tai jis žino apie transformatorių iš transformatoriaus kabinos ir iš to būdingo dūzgesio, kuris girdimas iš už uždarų durų.
Taigi, kodėl šis elektros tinklo komponentas yra toks populiarus ir kaip jis veikia? Antroji klausimo dalis toli gražu nėra nereikalinga. transformatorius neturi intuityvių ir gerai pažįstamų judančių dalių.
Pagrindiniai fiziniai procesai transformatoriuje
Bet kokiam tikslui skirtas elektros tinklas yra pagrįstas elektros energijos naudojimu atliekant mechaninius darbus (elektros elektrotechnika) ir perduodant informaciją (telekomunikacijos). Ši energija gali egzistuoti dviejų laukų forma: elektrinė ir magnetinė.
Elektriniai ir magnetiniai laukai yra glaudžiai susiję. Yra žinoma, kad metale yra daug laisvųjų elektronų, kurie lemia jo didelį laidumą. Jei metalinis daiktas laikomas per magnetinį lauką, elektronai juda kartu su juo, o tai reiškia elektros srovės atsiradimą. Svarbu, kad šis procesas būtų grįžtamas, t.y. elektros srovė aplink laidininką sukuria magnetinį lauką.
Dabar įsivaizduokime, kad tam tikroje laidų poroje 1-2 yra elektros srovė I. Tada, jei ši srovė I yra kintama, galima pasiekti, kad kitoje atsirastų srovė ir (arba) įtampa laidų pora 3 - 4, su sąlyga, kad šios poros sąveikauja tarpusavyje per elektrą ar (arba) magnetą laukai. 1 paveiksle šie procesai pavaizduoti schema.
Taigi tampa įmanoma įgyvendinti ryšį tarp dviejų skirtingų srovės srovės grandinių be jų tiesioginio sujungimo vienas su kitu.
Grandinės pirminiai (1 ir 2 laidininkai) ir antriniai (3 ir 4 laidininkai) patogiai pagaminti apvijų pavidalu. Tada santykis tarp srovių ir įtampų pirminėje ir antrinėje grandinėse visiškai nustatomas pagal apsisukimų skaičių pirminės ir antrinės apvijos, o tai savo ruožtu reiškia galimybę sukurti srovės transformatorių (keitiklį) ir Įtampa.
Be to, pats transformacijos procesas yra patogiai organizuojamas per elektromagnetinio lauko magnetinį komponentą.
Transformatoriaus efektyvumo didinimas
Elektromagnetinės energijos perdavimo iš pirminės apvijos į antrinę procese dalyvauja tik tos magnetinio lauko jėgos linijos, kurios kerta antrinės apvijos posūkius. Atsižvelgiant į šią savybę, vadinamasis. iš elektrinio plieno pagaminta šerdis, kuri sukuria pastebimai mažesnį magnetinio lauko pasipriešinimą, palyginti su oru.
Dėl to pirminės apvijos sukurtos magnetinio lauko jėgos linijos daugiausia praeina per šerdį ir sąveikauja su antrine apvija, 2 pav. Tai, beje, paaiškina antrąjį šerdies pavadinimą kaip magnetinę grandinę.
Pagrindinis dizainas
Pirmieji šerdies transformatorių pavyzdžiai turėjo didelių nuostolių, kuriuos sukėlė vadinamieji. sūkurinės srovės. Jie atsirado dėl to, kad kintamasis magnetinis laukas generuoja sroves ne tik antrinėje apvijoje, bet ir pačioje šerdyje.
Siekiant užkirsti kelią šiam nepageidaujamam poveikiui, šerdis surenkama iš plonų plokščių, kurios yra izoliuotos palei sąlyčio plokštumą. 3 paveiksle schematiškai pavaizduota sūkurinės srovės slopinimas pereinant prie tokio dizaino.
P.S. Norėdami išplėsti savo akiratį ir galimą tolesnį skaitymą, rekomenduoju perskaityti mano straipsnį - https://www.asutpp.ru/transformator-prostymi-slovami.html