Insenerihariduseta inimene, kui temalt küsitakse, mis on elektrivõrk, nimetab kohe mitut sellele iseloomulikku komponenti, mille hulgas seda peaaegu kindlasti mainitakse trafo. Kui selline inimene kohtab kodus pidevalt juhtmeid ja pistikupesasid, siis ta teab trafost trafo kabiinist ja sellest iseloomulikust suminast, mis kostub suletud uste tagant.
Miks on see elektrivõrgu komponent nii populaarne ja kuidas see töötab? Küsimuse teine osa pole kaugeltki üleliigne. trafol pole intuitiivseid ja tuttavaid liikuvaid osi.
Põhilised füüsikalised protsessid trafos
Elektrivõrk mis tahes eesmärgil põhineb elektrienergia kasutamisel mehaaniliste tööde tegemiseks (elektrotehnika) ja teabe edastamiseks (telekommunikatsioon). See energia võib eksisteerida kahe välja kujul: elektriline ja magnetiline.
Elektri- ja magnetväljad on omavahel tihedalt seotud. On teada, et metall sisaldab suurt hulka vabu elektrone, mis määravad selle kõrge juhtivuse. Kui metalleset hoitakse läbi magnetvälja, liiguvad elektronid koos sellega, mis tähendab elektrivoolu tekkimist. On oluline, et see protsess oleks pöörduv, s.t. elektrivool tekitab juhi ümber magnetvälja.
Kujutame nüüd ette, et teatud juhtmepaaris 1-2 on elektrivool I. Siis, kui see vool I on muutuv, on võimalik saavutada voolu ja / või pinge välimus teises juhtmete paar 3 - 4, tingimusel et need paarid suhtlevad üksteisega elektri- või / või magnetvälja kaudu väljad. Joonisel 1 on kujutatud neid protsesse skemaatilises vormis.
Seega on võimalik teostada voolu kahe erineva vooluahela ühendamine ilma nende otsese ühendamiseta üksteisega.
Primaar (juhid 1 ja 2) ja sekundaarsed (juhid 3 ja 4) on mugav teha mähiste kujul. Siis määratakse primaarse ja sekundaarse vooluahela voolude ja pingete suhe täielikult pöörete arvu järgi primaar- ja sekundaarmähised, mis omakorda tähendab võimalust luua voolutrafo (muundur) ja Pinge.
Lisaks on transformatsiooniprotsess ise mugavalt organiseeritud läbi elektromagnetvälja magnetkomponendi.
Trafo efektiivsuse suurendamine
Elektromagnetilise energia ülekandmisel primaarmähisest sekundaarseks on kaasatud ainult need magnetvälja jõujooned, mis ristuvad sekundaarmähise pööretega. Seda funktsiooni arvesse võttes on nn. elektriterasest südamik, mis tekitab magnetväljale õhuga võrreldes märgatavalt väiksema takistuse.
Selle tulemusena läbivad primaarmähise tekitatud magnetvälja jõujooned peamiselt südamikku ja toimivad koos sekundaarmähisega, joonis 2. See seletab muide südamiku teist nime kui magnetilist vooluahelat.
Tuumikujundus
Esimestel südametrafode näidetel olid märkimisväärsed kahjud, mille põhjustasid nn. pöörisvoolud. Need tekkisid tänu sellele, et vahelduv magnetväli tekitab voolu mitte ainult sekundaarmähises, vaid ka südamikus endas.
Selle soovimatu efekti pärssimiseks on südamik kokku pandud õhukestest plaatidest, mis on isoleeritud piki kokkupuutetaset. Joonis 3 illustreerib skemaatiliselt pöörisvoolu summutamist üleminekul sellisele kavandile.
P.S. Silmaringi laiendamiseks ja võimaliku edasise lugemise huvides soovitan lugeda minu artiklit - https://www.asutpp.ru/transformator-prostymi-slovami.html