Uobičajeno korištene jezgre transformatora općenito su izrađene od limova od silikonskog čelika. Silikonski čelik vrsta je čelika koji sadrži silicij (silicij se također naziva silicij), a njegov sadržaj silicija kreće se od 0,8 do 4,8 %. Silikonski čelik koristi se kao jezgra transformatora jer je sam silicijski čelik magnetski materijal s jakom magnetskom propusnošću. U zavojnici pod naponom, može proizvesti veći intenzitet magnetske indukcije, čime se smanjuje veličina transformatora.
|
|
|
Znamo da stvarni transformator uvijek radi u izmjeničnom stanju, a gubitak snage nije samo u otporu zavojnice, već iu željeznoj jezgri magnetiziranoj izmjeničnom strujom. Gubitak snage u željeznoj jezgri obično se naziva "gubitak željeza". Gubitak željeza uzrokuje dva razloga, jedan je "gubitak zbog histereze", a drugi je "gubitak na vrtložne struje".
Histerezni gubitak je gubitak željeza uzrokovan fenomenom histereze tijekom procesa magnetiziranja željezne jezgre. Veličina ovog gubitka proporcionalna je površini koju okružuje petlja histereze materijala. Petlja histereze silikonskog čelika je uska, a gubitak histereze jezgre transformatora izrađenog od silikonskog čelika je mali, što može uvelike smanjiti stvaranje topline. Budući da silikonski čelik ima gore navedene prednosti, zašto ne upotrijebiti cijeli komad silikonskog čelika kao željeznu jezgru nego ga preraditi u ploče?
To je zato što ljuspičasta jezgra može smanjiti drugu vrstu gubitka željeza - "gubitak na vrtložne struje". Kada transformator radi, u zavojnici postoji izmjenična struja, a magnetski tok koji stvara je naravno izmjeničan. Ovaj promjenjivi magnetski tok proizvodi induciranu struju u željeznoj jezgri. Inducirana struja nastala u željeznoj jezgri cirkulira u ravnini okomitoj na smjer magnetskog toka, pa se naziva vrtložna struja. Gubici vrtložnih struja također zagrijavaju jezgru. Kako bi se smanjio gubitak vrtložne struje, jezgra transformatora složena je od silikonskih čeličnih limova koji su međusobno izolirani, tako da vrtložna struja prolazi kroz manji poprečni presjek u dugoj i uskoj petlji kako bi se povećao otpor na putanja vrtložne struje; u isto vrijeme, silicij u silicijskom čeliku čini Povećana otpornost materijala također igra ulogu u smanjenju vrtložnih struja.
Kao željezna jezgra transformatora općenito se koristi 0.35 mm debljine hladno valjanog silikonskog čeličnog lima. Reže se na dugačke komade prema potrebnoj veličini željezne jezgre. Logično govoreći, kako bi se smanjile vrtložne struje, učinak je bolji što su limovi silikonskog čelika tanji i spojene trake uže. Ovo ne samo da smanjuje gubitke vrtložnih struja i porast temperature, već također štedi materijale za silikonske čelične ploče. Ali kada zapravo izrađujem jezgre od silikonskog čelika. Ne temelji se samo na gore navedenim povoljnim čimbenicima, jer će izrada željezne jezgre na taj način uvelike povećati radne sate i također smanjiti efektivni poprečni presjek željezne jezgre. Stoga, kada koristite limove od silikonskog čelika za izradu transformatorskih jezgri, morate krenuti od specifične situacije, odvagnuti prednosti i nedostatke i odabrati najbolju veličinu.
