A mérnöki végzettséggel nem rendelkező személy arra a kérdésre, hogy mi az elektromos hálózat, azonnal megnevezi több jellegzetes összetevője, amelyek közül szinte biztosan meg fogják említeni transzformátor. Ha egy ilyen ember otthon folyamatosan találkozik vezetékekkel és aljzatokkal, akkor a transzformátorról a transzformátorfülkéből tud, és abból a jellegzetes zümmögésből, amely zárt ajtók mögül hallatszik.
Miért olyan népszerű ez az elektromos hálózat alkatrész, és hogyan működik? A kérdés második része korántsem felesleges. a transzformátornak nincsenek intuitív és ismerős mozgó alkatrészei.
Alapvető fizikai folyamatok egy transzformátorban
A bármilyen célú elektromos hálózat alapja az elektromos energia felhasználása mechanikai munkák elvégzésére (villamos villamosmérnöki munka) és információk továbbítására (távközlés). Ez az energia két mező formájában létezhet: elektromos és mágneses.
Az elektromos és mágneses mezők szorosan összefüggenek egymással. Ismeretes, hogy egy fém nagyszámú szabad elektronot tartalmaz, amelyek meghatározzák annak magas vezetőképességét. Ha egy fém tárgyat egy mágneses téren keresztül tartanak, akkor az elektronok együtt mozognak vele, ami elektromos áram bekövetkezését jelenti. Fontos, hogy ez a folyamat visszafordítható, azaz. elektromos áram mágneses teret hoz létre a vezető körül.
Most képzeljük el, hogy egy bizonyos 1-2 vezetékes párban I elektromos áram van. Ezután, feltéve, hogy ez az I áram változó, lehetséges elérni az áram és / vagy a feszültség megjelenését egy másikban egy pár 3-4 vezetéket, feltéve, hogy ezek a párok elektromos vagy mágneses úton kölcsönhatásba lépnek egymással mezők. Az 1. ábra ezeket a folyamatokat vázlatos formában ábrázolja.
Így lehetővé válik két különböző áramáramkör összekapcsolásának megvalósítása anélkül, hogy azok egymással közvetlen kapcsolatban lennének.
Kényelmes az elsődleges (1. és 2. vezető) és a másodlagos (3. és 4. vezető) tekercselés. Ezután az áramok és a feszültségek arányát az elsődleges és a szekunder áramkörben teljesen meghatározza a fordulatok száma primer és szekunder tekercsek, ami viszont egy áramváltó (átalakító) és feszültség.
Ezenkívül maga az átalakítási folyamat kényelmesen szerveződik az elektromágneses mező mágneses komponensén keresztül.
A transzformátor hatékonyságának növelése
Az elektromágneses energia átvitele a primer tekercsből a szekunderbe csak a mágneses mező erővonalait veszi részt, amelyek keresztezik a másodlagos tekercs fordulatait. Ezt a tulajdonságot figyelembe véve az ún. elektromos acélból készült mag, amely észrevehetően alacsonyabb ellenállást eredményez a mágneses tér ellen a levegőhöz képest.
Ennek eredményeként a primer tekercs által létrehozott mágneses erő erővonalai főleg a magon haladnak át, és kölcsönhatásba lépnek a szekunder tekerccsel, 2. ábra. Ez egyébként a mag második nevét mágneses áramkörként magyarázza.
Alapterv
A magtranszformátorok első példái jelentős veszteségekkel jártak, amelyeket az ún. légörvény. Annak a ténynek a következtében keletkeztek, hogy a váltakozó mágneses tér nemcsak a másodlagos tekercsben, hanem magában a magban is áramot generál.
Ennek a nemkívánatos hatásnak a kiküszöbölése érdekében a magot vékony lemezekből állítják össze, amelyeket az érintkezési sík mentén szigeteltek. A 3. ábra vázlatosan szemlélteti az örvényáram elnyomását az ilyen tervre való áttérésben.
P.S. Tágabb látókörének és esetleges további olvasmányainak ajánlom, hogy olvassa el cikkemet - https://www.asutpp.ru/transformator-prostymi-slovami.html