Kedysi na začiatku minulého storočia bola v Spojených štátoch populárna reklama na tému „tichý sluha“. Otázka sa týkala elektriny, alebo skôr jej schopnosti ticho vykonávať rôzne práce. Spoločnosť General Electric sa týmto spôsobom snažila upozorniť spotrebiteľov na domáce spotrebiče. Ale ak sa dotkneme čisto fyzikálneho procesu elektriny, ukáže sa, že nie je taký „tichý“. Príkladom je známe transformátorové zariadenie, ktoré je schopné vydávať pomerne hlasné bzučanie. Prečo teda transformátor bzučí?
Ako funguje transformátor
Aby sme to pochopili, nezaškodí pripomenúť si školskú hodinu fyziky, ktorá popisuje princíp transformátora. Transformátor pracuje na základe zákona elektromagnetickej indukcie. Zahŕňa cievky navinuté drôtom rôznych priemerov a s rôznym počtom závitov. Tieto cievky predstavujú primárne a sekundárne vinutie transformátora. Medzi vinutiami existuje spojenie. Vykonáva sa pomocou akéhosi prstenca zo špeciálnej feromagnetickej ocele. Krúžok sa nazýva jadro a nachádza sa vo vinutí. Samotný dizajnjadro je zostavené z tenkých dosiek.
Keď sa na primárne vinutie privedie striedavý prúd, vytvorí sa v jadre magnetické pole. Toto pole sa tiež mení podľa zákona o zmene prúdu, ktorý ho generoval. Na druhej strane pole indukuje indukčné EMF v sekundárnom vinutí - prevedený elektrický prúd.
Materiál jadra je rozdelený do mnohých mikrorezov. V každom takomto úseku bez prítomnosti vstupného napätia je vlastné magnetické pole, často nasmerované proti sebe. Avšak pod napätím sa všetky toky začnú ponáhľať jedným smerom a vytvárajú silný magnet. To všetko je sprevádzané zmenou fyzických rozmerov samotného jadra. Teraz môžete hádať, prečo transformátor bzučí.
Magnetostrikčný efekt
Vzhľadom na to, že pole je premenlivé, jadrové dosky sa začnú zmenšovať a naťahovať v čase s ním. Tento proces sa nazýva magnetostrikcia. Takéto pohyby sa robia s vysokou frekvenciou 100 Hz, pri súčasnej frekvencii 50 Hz vyžaruje do priestoru vibrácia, ktorá má počuteľný rozsah a je rozlíšiteľná ľudským uchom. Okrem štandardnej frekvencie obsahuje striedavý prúd vyššie harmonické frekvencie. Je ich viac, čím viac je transformátor zaťažený, a to je zase ostrejšie a počuteľnejšie chvenie. To je dôvod, prečo transformátor bzučí.
Iné príčiny šumu transformátora
Nie všetky dôvody „zhovorčivosti“transformátora sa však skrývajú v magnetostrikcii. Prečo hučí zaťažený transformátor? Vydávať hluk:
- Vinutia transformátora. Je to spôsobené tým, že magnetický tok sa snaží premiestniť vinutia vzhľadom na jadro. Zvuk sa zosilní v prípade zle navinutej cievky, ak závity do seba dobre nezapadajú.
- Jadrové dosky. prečo? Transformátor veľmi často hučí, keď zle dosadajú a majú medzery medzi rovnými plochami. Potom sa okrem stláčania ozýva aj hluk zo zvonenia kovu.
- Porucha alebo poškodenie izolácie medeného drôtu. To sa môže stať v hrúbke vinutia, kde sa vyskytujú zvýšené teploty. V tomto prípade môže medzi vinutiami preskočiť iskra sprevádzaná kliknutím. Čím silnejší je výboj, tým je zvuk charakteristickejší a hlasnejší.
- Všetky voľné časti v transformátore prečo? Transformátor počas prevádzky hučí, keď rachotia.
Aby sa predišlo týmto nedostatkom v transformátoroch, boli vyvinuté bezhlučné transformátory. Ich obvod je navrhnutý tak, že aktuálna frekvencia je prevedená (zvýšená) na úroveň, pri ktorej vibrácie nie sú v audio rozsahu vnímané. Toto je 10 kHz a viac. Tiché transformátory majú oveľa menšie rozmery a hmotnosť ako bežné transformátory.
Záver
Aby ste si nekládli otázku, prečo bzučí transformátor, musia byť všetky výkonné modely prevzaté od kvalitných renomovaných výrobcov. Nízkovýkonové nie sú také náročné na presnosť prevedenia. Ale ak je ešte k dispozíciitransformátor počas prevádzky vydáva hluk, môžete sa ho pokúsiť odstrániť utiahnutím dosiek skrutkami. Len sa snažte nepreháňať to a nedelaminovať kov jadra. Ak nie sú žiadne skrutky, použite lak alebo lepidlo, ktoré sa naleje do jadra. Navíjanie hrkálky je možné odstrániť iba ich previnutím.
