Работа сердечников трансформатора
Как и многие электронные устройства, трансформаторы состоят из множества частей, каждая из которых работает в сочетании с другими, чтобы обеспечить безопасную и эффективную передачу энергии.
Чтобы получить лучшее представление о различных типах трансформаторов и о том, почему они могут подходить для определенных приложений, полезно изучить различные компоненты в работе.
Стальные ламинированные сердечники
Многослойные стальные сердечники известны своим высоким уровнем проницаемости, что делает их хорошим выбором для передачи напряжения на уровне звуковой частоты, поскольку проницаемый сердечник снижает ток намагничивания.
Однако неламинированные стальные сердечники имеют высокий уровень потерь на вихревые токи, которые возникают, когда проводящий материал сталкивается с изменяющимся магнитным полем, и могут привести к нагреву сердечника.
Благодаря наличию нескольких стальных пластин, защищенных непроводящим изоляционным материалом между слоями, эти вихревые токи сдерживаются, а эффекты намагничивания уменьшаются. Хотя тонкие пластины сложнее в изготовлении и они дороже, они эффективны в высокочастотных трансформаторах.
Существует несколько конструкций трансформаторов со стальным ламинированием, каждая из которых имеет свои преимущества. Сердечник Е-образной формы доступен в производстве, но имеет тенденцию к большим потерям энергии.
С другой стороны, сердечник типа переменного тока имеет пониженное сопротивление, поскольку металлические зерна движутся параллельно потоку энергии.
Твердые ядра
Твердые сердечники, особенно сердечники из порошкового железа, используемые в цепях, обладают высокой магнитной проницаемостью, а также электрическим сопротивлением.
При использовании в цепях они, как правило, лучше всего работают для уровней передачи выше основных частот. Для частот, которые имеют тенденцию к еще более высокому диапазону, например, за пределами диапазона VHF (очень высоких частот), порошковое железо заменяется ферритами, которые представляют собой непроводящие магнитные керамические материалы.
Тороидальные сердечники
Для использования в тороидальных сердечниках доступен ряд материалов , включая сталь, спиральные пермаллои, порошковое железо или ферриты.
Эти сердечники могут быть круглыми по структуре, а остальная часть трансформатора построена вокруг кольца сердечника (отсутствие отверстия в кольце сердечника означает отсутствие воздушных зазоров) или они могут представлять собой длинную полосу материала.
Преимущество использования ленты заключается в снижении сопротивления за счет правильно выровненных границ зерен. В случае круглого сердечника обмотки обычно наматываются вокруг сердечника, полностью покрывая его поверхность.
Тороидальные сердечники более эффективны при такой же энергетической нагрузке, чем стальные ламинированные сердечники Е-образной формы, и их можно сделать меньше, легче и с меньшим магнитным полем. Однако обмотки, как правило, дороже для тороидальных сердечников.
Воздушные ядра
В некоторых приложениях можно вообще обойтись без сердечника, просто расположив обмотки в соответствующем диапазоне. Воздух, который заполняет пространство, где должен был быть сердечник, становится первичным магнитопроводом, который не страдает от потерь.
Однако утечка высока, что делает воздушные сердечники плохим выбором для передачи или распределения энергии. Они часто встречаются в радиочастотных приложениях.
сердечники трансформатора
