Zakaj so jedra transformatorjev zložena

Vemo, da dejanski transformator vedno deluje v izmeničnem stanju, izguba moči pa ni samo na uporu tuljave, temveč tudi na železnem jedru, magnetiziranem z izmeničnim tokom. Običajno se izguba moči v železnem jedru imenuje "izguba železa". Izgubo železa povzročita dva razloga, eden je "izguba zaradi histereze", drugi pa "izguba zaradi vrtinčnega toka".

Histerezna izgubaje izguba železa, ki jo povzroči histerezni pojav v procesu magnetizacije železnega jedra. Velikost te izgube je neposredno sorazmerna s površino, ki jo obdaja histerezna zanka materiala. Histerezna zanka silicijevega jekla je ozka, histerezna izguba jedra transformatorja iz silicijevega jekla pa je majhna, kar lahko močno zmanjša stopnjo segrevanja.

Ker ima silikonsko jeklo zgoraj navedene prednosti, zakaj ne bi uporabili celotnega silicijevega jekla kot železnega jedra in ga predelali v pločevino?

To je zato, ker lahko jedro iz železne pločevine zmanjša drugo izgubo železa - "izguba vrtinčnega toka". Ko transformator deluje, je v tuljavi izmenični tok in magnetni tok, ki ga ustvarja, je seveda izmeničen. Ta spreminjajoči se magnetni tok proizvaja induciran tok v železnem jedru. Inducirani tok, ki nastane v železnem jedru, teče v obroču v ravnini, ki je pravokotna na smer magnetnega toka, zato se imenuje vrtinčni tok. Izgube vrtinčnega toka tudi segrejejo jedro.

Da bi zmanjšali izgubo vrtinčnega toka, je železno jedro transformatorja zloženo s silicijevimi jeklenimi ploščami, izoliranimi drug od drugega, tako da vrtinčni tok prehaja skozi majhen odsek v ozkem in dolgem vezju, da se poveča upor na poti vrtinčnega toka; Hkrati silicij v silicijevem jeklu poveča upornost materiala in zmanjša vrtinčne tokove.

Kot železno jedro transformatorja je običajno izbrana hladno valjana pločevina iz silicijevega jekla debeline 0,35 mm. Razrežemo ga na dolge kose glede na velikost zahtevanega železnega jedra, nato pa ga prekrivamo v obliko "dneva" ali "usta". Načeloma velja, da je za zmanjšanje vrtinčnega toka tanjša kot je pločevina iz silicijevega jekla, ožji je spojen trak in boljši je učinek. To ne samo zmanjša izgubo vrtinčnih tokov in dvig temperature, ampak tudi prihrani material silicijeve jeklene pločevine.

Toda v resnici je pri izdelavi železnega jedra iz silicijeve jeklene pločevine. Ne le zaradi zgornjih ugodnih dejavnikov, saj bo izdelava železnega jedra na tak način močno povečala delovne ure in zmanjšala efektivni presek železnega jedra. Zato moramo pri izdelavi železnega jedra transformatorja s silicijevo jekleno pločevino izhajati iz specifične situacije, pretehtati prednosti in slabosti ter izbrati najboljšo velikost.

Transformator je narejen po principu elektromagnetne indukcije Dva navitja, primarno navitje in sekundarno navitje, sta navita okoli zaprtega stebra železnega jedra. Ko je na primarno navitje priključena napajalna napetost izmeničnega toka. V prvotni skupini Rao je izmenični tok in vzpostavi se magnetni potencial. Pod delovanjem magnetnega potenciala se v železnem jedru ustvari izmenični glavni tok. Glavni tok prehaja skozi železno jedro istočasno, {AC link] primarna in sekundarna navitja sta zaprta, inducirana elektromotorna sila pa se ustvari v primarnem in sekundarnem navitju zaradi delovanja elektromagnetne indukcije.

Glede na to, zakaj lahko poveča in zniža tlak, je treba razložiti z Lenzovim zakonom. Magnetni tok, ki ga ustvari inducirani tok, vedno ovira spremembo prvotnega magnetnega pretoka. Ko se prvotni magnetni tok poveča, je magnetni tok, ki ga ustvari inducirani tok, nasproten prvotnemu magnetnemu toku.

Z drugimi besedami, inducirani tok, ki ga ustvari sekundarno navitje, je nasproten glavnemu toku, ki ga ustvari prvotno navitje, zato ima sekundarno navitje nizko-izmenično napetost.

Železno jedro je torej del magnetnega vezja transformatorja. Navitje je del vezja transformatorja.