Jednom početkom prošlog stoljeća u Sjedinjenim Državama bilo je popularno oglašavanje na temu "tihi sluga". Pitanje se ticalo električne energije, odnosno njene sposobnosti da tiho obavlja različite poslove. Kompanija General Electric je na ovaj način nastojala da skrene pažnju potrošača na kućne aparate. Ali ako se dotaknemo čisto fizičkog procesa elektriciteta, ispada da on i nije tako „tihi“. Primjer je dobro poznati transformatorski uređaj, koji može emitovati prilično glasno brujanje. Pa zašto transformator zuji?
Kako radi transformator
Da biste ovo razumjeli, ne škodi prisjetiti se školske lekcije fizike, koja opisuje princip transformatora. Transformator radi na osnovu zakona elektromagnetne indukcije. Uključuje zavojnice namotane žicom različitih promjera i s različitim brojem zavoja. Ovi namotaji predstavljaju primarni i sekundarni namotaj transformatora. Postoji veza između namotaja. Izvodi se pomoću svojevrsnog prstena od specijalnog feromagnetnog čelika. Prsten se naziva jezgro i nalazi se unutar namotaja. Sam dizajnjezgro je sastavljeno od tankih ploča.
Kada se naizmenična struja primeni na primarni namotaj, ona stvara magnetno polje u jezgru. Ovo polje se također mijenja prema zakonu promjene struje koja ga je stvorila. Zauzvrat, polje indukuje indukcijsku EMF u sekundarnom namotu - pretvorenu električnu struju.
Materijal jezgre je podijeljen na mnoge mikro-sekcije. U svakoj takvoj sekciji bez prisustva ulaznog napona postoji vlastito magnetsko polje, često usmjereno suprotno jedno od drugog. Međutim, pod napetošću, svi tokovi počinju juriti u jednom smjeru, stvarajući snažan magnet. Sve to je praćeno promjenom fizičkih dimenzija samog jezgra. Sada možete pogoditi zašto transformator zuji.
Magnetostrikcioni efekat
Pošto je polje varijabilno, ploče jezgra počinju da se skupljaju i rastežu u vremenu s njim. Ovaj proces se naziva magnetostrikcija. Takvi pokreti se izvode visokom frekvencijom od 100 Hz, pri trenutnoj frekvenciji od 50 Hz, vibracija zrači u prostor, koja ima čujni domet i razlikuje se ljudskim uhom. Osim standardne frekvencije, naizmjenična struja sadrži harmonike više frekvencije. Ima ih više, što je transformator više opterećen, a to je, pak, oštrija i čujnija vibracija. Zato transformator bruji.
Drugi uzroci buke transformatora
Ali nisu svi razlozi "razgovorljivosti" transformatora skriveni u magnetostrikciji. Zašto zuji napunjeni transformator? Emitovati buku:
- Namotaji transformatora. To je zbog činjenice da magnetni tok pokušava pomaknuti namotaje u odnosu na jezgro. Zvuk se pojačava u slučaju loše namotane zavojnice, ako se zavoji ne uklapaju dobro.
- Jezgrene ploče. Zašto? Transformator vrlo često bruji kada se loše uklapaju i imaju razmake između ravnih površina. Zatim, osim stiskanja, čuje se i buka od zvonjave metala.
- Defekt ili oštećenje izolacije bakarne žice. To se može dogoditi u debljini namotaja gdje se javljaju povišene temperature. U tom slučaju može skočiti iskra između namotaja, praćena škljocanjem. Što je pražnjenje snažnije, zvuk je karakterističniji i glasniji.
- Zašto svi labavi dijelovi u transformatoru? Transformator bruji tokom rada dok zvecka.
Kako bi se izbjegao ovaj nedostatak kod transformatora, razvijeni su transformatori bešumnog tipa. Njihovo kolo je dizajnirano na takav način da se trenutna frekvencija pretvara (povećava) do nivoa na kojem se vibracije ne percipiraju u audio opsegu. Ovo je 10 kHz i više. Tihi transformatori su mnogo manji po veličini i težini od konvencionalnih.
Zaključak
Kako se ne biste zapitali zašto transformator zuji, svi snažni modeli moraju biti preuzeti od kvalitetnih, renomiranih proizvođača. One male snage nisu toliko zahtjevne za tačnost izvođenja. Ali ako još uvijek postojitransformator stvara buku tokom rada, možete ga pokušati eliminirati zatezanjem ploča vijcima. Samo pokušajte da ne pretjerate i ne odlomite metalnu jezgru. Ako nema vijaka, koristite lak ili ljepilo, koji se ulijeva u jezgro. Zveckanje se može eliminisati samo premotavanjem.
