Persona, kurai nav inženierzinātņu izglītības, vaicāts, kas ir elektriskais tīkls, nekavējoties nosauks vārdu vairākas tai raksturīgās sastāvdaļas, starp kurām gandrīz noteikti tiks pieminēts transformators. Ja šāds cilvēks mājās pastāvīgi sastopas ar vadiem un kontaktligzdām, tad viņš zina par transformatoru no transformatora kabīnes un no tā raksturīgā buzz, kas dzirdams aiz slēgtām durvīm.
Kāpēc šī elektrotīkla sastāvdaļa ir tik populāra un kā tā darbojas? Jautājuma otrā daļa nebūt nav lieka. transformatoram nav intuitīvu un pazīstamu kustīgu daļu.
Pamata fiziskie procesi transformatorā
Elektriskais tīkls jebkuram mērķim ir balstīts uz elektriskās enerģijas izmantošanu mehānisku darbu veikšanai (elektrotehnika) un informācijas pārsūtīšanai (telekomunikācijas). Šī enerģija var pastāvēt divu lauku veidā: elektriskā un magnētiskā.
Elektriskie un magnētiskie lauki ir cieši saistīti. Ir zināms, ka metāls satur lielu skaitu brīvo elektronu, kas nosaka tā augsto vadītspēju. Ja metāla objekts tiek turēts caur magnētisko lauku, elektroni pārvietojas ar to, kas nozīmē elektriskās strāvas rašanos. Ir svarīgi, lai šis process būtu atgriezenisks, t.i. elektriskā strāva rada magnētisko lauku ap vadītāju.
Tagad iedomāsimies, ka noteiktā 1-2 vadu pārī ir elektriskā strāva I. Tad ar nosacījumu, ka šī strāva I ir mainīga, ir iespējams sasniegt strāvas un / vai sprieguma izskatu citā 3 - 4 vadu pāri ar nosacījumu, ka šie pāri mijiedarbojas viens ar otru caur elektrisko vai / vai magnētisko lauki. 1. attēlā šie procesi attēloti shematiskā formā.
Tādējādi kļūst iespējams realizēt divu dažādu strāvas plūsmas ķēžu savienojumu bez to tieša savienojuma ar otru.
Ķēdes primārie (1. un 2. vadītājs) un sekundārie (3. un 4. vadītāji) ir ērti izgatavoti tinumu veidā. Tad attiecību starp strāvām un spriegumiem primārajā un sekundārajā ķēdē pilnībā nosaka pagriezienu skaits primārie un sekundārie tinumi, kas, savukārt, nozīmē iespēju izveidot strāvas transformatoru (pārveidotāju) un spriegums.
Turklāt pats transformācijas process ir ērti organizēts, izmantojot elektromagnētiskā lauka magnētisko komponentu.
Transformatora efektivitātes palielināšana
Elektromagnētiskās enerģijas pārnešanas procesā no primārā tinuma uz sekundāro ir iesaistītas tikai tās magnētiskā lauka spēka līnijas, kas krustojas ar sekundārā tinuma pagriezieniem. Ņemot vērā šo funkciju, t.s. no elektriskā tērauda izgatavota serde, kas rada ievērojami zemāku pretestību magnētiskajam laukam, salīdzinot ar gaisu.
Rezultātā primārā tinuma radītās magnētiskā lauka spēka līnijas iet galvenokārt caur serdi un mijiedarbojas ar sekundāro tinumu, 2. attēls. Tas, starp citu, izskaidro kodola otro nosaukumu kā magnētisko ķēdi.
Galvenais dizains
Pirmajiem serdeņu transformatoru piemēriem bija ievērojami zaudējumi, kurus izraisīja t.s. virpuļstrāvas. Tie radās sakarā ar to, ka mainīgs magnētiskais lauks rada strāvas ne tikai sekundārajā tinumā, bet arī pašā kodolā.
Lai nomāktu šo nevēlamo efektu, serde tiek samontēta no plānām plāksnēm, kuras ir izolētas gar saskares plakni. 3. attēlā ir shematiski parādīta virpuļstrāvas nomākšana pārejā uz šādu konstrukciju.
P.S. Lai paplašinātu redzesloku un iespējamu turpmāku lasīšanu, iesaku izlasīt manu rakstu - https://www.asutpp.ru/transformator-prostymi-slovami.html