Proč transformátory používají jako jádra plechy z křemíkové oceli?

Běžně používanétransformátorová jádrajsou obecně vyrobeny zplechy z křemíkové oceli. Křemíková ocel je druh oceli obsahující křemík (křemík se také nazývá křemík) a její obsah křemíku se pohybuje od 0,8 do 4,8 %. Jako jádro transformátoru je použita křemíková ocel, protože samotná křemíková ocel je magnetický materiál se silnou magnetickou permeabilitou. V napájené cívce může produkovat větší intenzitu magnetické indukce, čímž se zmenšuje velikost transformátoru.

Víme, že skutečný transformátor pracuje vždy ve střídavém stavu a výkonová ztráta není jen v odporu cívky, ale i v železném jádru zmagnetizovaném střídavým proudem. Ztráta výkonu v železném jádru se obvykle nazývá "ztráta železa". Ztráta železa je způsobena dvěma důvody, jedním je „ztráta hystereze“ a druhým „ztráta vířivými proudy“.

Hysterezní ztráta je ztráta železa způsobená fenoménem hystereze během procesu magnetizace železného jádra. Velikost této ztráty je úměrná ploše obklopené hysterezní smyčkou materiálu. Hysterezní smyčka křemíkové oceli je úzká a ztráta hystereze jádra transformátoru vyrobeného z křemíkové oceli je malá, což může značně snížit tvorbu tepla.

Protože křemíková ocel má výše uvedené výhody, proč nepoužít jako železné jádro celý kus křemíkové oceli, ale nezpracovat jej na plechy?

Vločkové jádro totiž může snížit jiný typ ztráty železa – „ztráty vířivými proudy“. Když transformátor pracuje, je v cívce střídavý proud a magnetický tok, který vytváří, je samozřejmě střídavý. Tento měnící se magnetický tok vytváří indukovaný proud v železném jádru. Indukovaný proud generovaný v železném jádru obíhá v rovině kolmé ke směru magnetického toku, proto se nazývá vířivý proud. Ztráty vířivými proudy také ohřívají jádro. Aby se snížily ztráty vířivými proudy, je jádro transformátoru naskládáno plechy z křemíkové oceli, které jsou od sebe izolovány, takže vířivé proudy procházejí menším průřezem v dlouhém a úzkém obvodu, aby se zvýšil odpor na cesty vířivých proudů; současně křemík v křemíkové oceli dělá Zvýšený odpor materiálu také hraje roli při snižování vířivých proudů.

Pro železné jádro transformátoru se obecně používá 0,35 mm silný plech z křemíkové oceli válcovaný za studena. Rozřeže se na dlouhé kusy podle požadované velikosti železného jádra a poté se překryje do tvaru „den“ nebo „ústa“. Logicky vzato, aby se snížily vířivé proudy, čím tenčí jsou plechy z křemíkové oceli a čím užší jsou spojené pásy, tím lepší je účinek. To nejen snižuje ztráty vířivými proudy a nárůst teploty, ale také šetří materiály pro plechy z křemíkové oceli. Ale když vlastně vyrábí jádra z křemíkové oceli. Není to založeno pouze na výše uvedených příznivých faktorech, protože zhotovení železného jádra tímto způsobem značně zvýší člověkohodiny a také sníží účinný průřez železného jádra. Proto při použití plechů z křemíkové oceli k výrobě jader transformátorů musíte vycházet z konkrétní situace, zvážit pro a proti a zvolit vhodnou velikost.