Принцип работы трансформатора
Трансформатор – техническое устройство, передающее электрическую энергию от неподвижной катушки к другой такой же катушке, которая не связана с первой электрическим способом. Передача энергии осуществляется через магнитный поток, соединяющий обмотки и непрерывно меняющий свое направление и величину («Элементарная электротехника для радиолюбителей», А.Д. Батраков, 1950).
Когда переменный ток проходит по первичной катушке, она создает магнитное поле. Мощные силовые линии этого поля пронизывают не только первую, но и вторую обмотку трансформатора. Линии надежно замыкаются вокруг проводников, которые становятся связанными не электрическим, а магнитным образом.
Степень связи между двумя катушками определяется расстоянием между ними.
Когда концы вторичной катушки подсоединяются к потребителю электроэнергии, в цепи возникает электрический ток, а включенный в цепь прибор получает энергию. За счет разницы в количестве витков первичной и вторичной катушек можно получить на выходе любое требуемое напряжение. Это и считается основным полезным свойством любого трансформатора.
Почему шумит трансформатор
Мощные силовые трансформаторы тока – один из источников вредного шума, который можно часто ощущать на производственных территориях. Шум, который напоминает гудение, вызван чаще всего сильной вибрацией активных элементов устройства, которые усиливаются резонансными явлениями.
Почему возникает вибрация? Она в большинстве случаев обусловлена явлением, именуемым магнитострикцией. Этот эффект представляет собой своеобразную деформацию кристаллической решетки, из которой состоит магнитный материал. Магнитострикция возникает при намагничивании элементов конструкции, в ходе которого возрастает индукция, вызывающая смещение кристаллов материала.
Кристаллы приходят во вращение, в результате чего линейные размеры металла с высокой периодичностью меняются. Именно это явление ведет к вибрации и шуму.
Другая причина гудения трансформатора – проявление магнитных сил. Особенно этот эффект выражен на стыках соединений элементов устройства. Отдельные листы сердечника трансформатора под действием таких поперечных сил выгибаются, порождая звуковую волну и увеличивая магнитострикционный эффект. Трансформатор начинает усиленно гудеть.
Уровень шума трансформаторов прямо зависит от их габаритов и массы. Могут влиять на силу звука длина стержня магнитной системы, а также качество стали. Вхождение системы в резонанс или повреждение витков катушки способны существенно увеличить шум работающего трансформатора.
