آشنایی با الکترونیک

ترانسفورماتور ایده آل ضرر نخواهد داشت ، در واقع 100? راندمان دارد. با این حال ، ترانسفورماتورهای واقعی همچنین در زمره کارآمدترین تجهیزات الکتریکی قرار دارند که مدلهای آزمایشی ترانسفورماتورها با استفاده از ابررساناها ساخته شده و به راندمان 99.85? می رسند. ترانسفورماتورهای بزرگتر عموماً از راندمان بیشتری برخوردار هستند ، ترانسفورماتورهای مورد استفاده برای توزیع در حدود 95? استفاده می شوند ، در حالی که ترانسفورماتورهای کوچکتر مانند ترانسفورماتورها در ترانسفورماتورها ، حدود 85? راندمان دارند. تلفات موجود در ترانسفورماتور با توجه به عوامل ایجاد کننده یا جایی که انرژی به صورت زیر از بین می رود طبقه بندی می شوند:

مقاومت در برابر سیم پیچ
جریانی که در هادی جریان می یابد ، بسته به مقاومت الکتریکی هادی ، می تواند گرما را در نقطه عبور ایجاد کند. در فرکانسهای بالاتر ، اثرات سطح و نزدیکی نیز می توانند باعث ایجاد ضررهای اضافی در مبدل شوند.

تلفات زباله (کاهش)
هربار که جهت جریان الکتریکی تغییر می کند به دلیل جریان متناوب ، بسته به نوع هسته مقدار کمی انرژی در هسته باقی می ماند. بنابراین ، برای هسته هسته ثابت ، این نوع تلفات متناسب با فرکانس است و با افزایش فرکانس هسته ، تلفات پسماندهای هسته ای نیز افزایش می یابد.

جریان ادی (فوکو)
مواد فرومغناطیسی نیز معمولاً رسانای الکتریکی خوبی هستند ، بنابراین هسته ترانسفورماتور می تواند به عنوان یک اتصال کوتاه عمل کند. بنابراین ، حتی با وجود مقدار کمی ولتاژ القایی ، جریان در قلب به طرز چشمگیری افزایش می یابد. این جریان در قلب علاوه بر ایجاد تلفات الکتریکی باعث ایجاد گرما در قلب نیز می شود. جریان گردابی در هسته مستقیماً با مربع فرکانس منبع و به طور معکوس مربوط به مربع ضخامت ورق پایه است. برای کاهش تلفات چرخش در قلب ، هسته ها محصور شده و از یکدیگر جدا می شوند. اساس کوره های القایی جریان های گرداب است.

تغییر شکل در اثر میدان مغناطیسی
شار مغناطیسی در ماده مغناطیسی آهنی باعث می شود صفحات هادی به هم متصل شوند. اگر این ورق ها قوی نباشند ، این روشنایی هنگام روشن بودن مبدل می تواند باعث ایجاد صدای بوق شود. این اثر را تحریف میدان مغناطیسی یا تنگی مغناطیسی می نامند. این اثر همچنین به دلیل اصطکاک بین تابلوها می تواند به ایجاد گرما منجر شود.

تلفات مکانیکی
به دلیل تحریف مغناطیسی در ترانسفورماتور ، بین اجزای ترانسفورماتور حرکتی وجود دارد و این تحرک به نوبه خود منجر به تلفات مکانیکی در ترانسفورماتور خواهد شد. اگر اجزای موجود در مبدل به درستی قفل نشوند ، حرکت مکانیکی آنها نیز افزایش می یابد و در نتیجه ، تلفات مکانیکی نیز افزایش می یابد.

مدار معادل
محدودیتهای فیزیکی یک ترانسفورماتور واقعی به عنوان یک مدار نشان داده شده است. این مدار معادل شامل تعدادی از تلفات یا عوامل تعیین کننده و ترانسفورماتور ایده آل است. تلفات توان سیم پیچ ترانسفورماتور یک تابع خطی خطی است و می توان به راحتی به عنوان مقاومت سری با سیم پیچ ترانسفورماتور نمایش داد. این مقاومت ها RS و RP هستند. با بررسی خصوصیات جریان پراکندگی می توان نشان داد که XP و XS خود به سری هایی با سیم پیچ ایده آل القا می شوند. تلفات آهن از دو نوع تلفات خوراکی (Foucault) و کاهش (کاهش) تشکیل شده است. در فرکانس ثابت ، این تلفات مستقیماً با مربع جریان پایه متناسب است و از آنجا که جریان اصلی تقریباً به طور مستقیم با ولتاژ ورودی متناسب است ، این تلفات را می توان به عنوان یک مقاومت موازی با مدار ترانسفورمر نشان داد. این مقاومت همانند RC است.

هسته ای با نفوذ پذیری محدود برای حفظ شار مغناطیسی در قلب به جریان ثابت نیاز دارد. بنابراین ، تغییر در جریان مغناطیسی با تغییر در شار مغناطیسی در مرحله خواهد بود و به دلیل اشباع هسته ، رابطه بین این دو خطی نخواهد بود. با این حال ، برای ساده کردن این تأثیرات در اکثر مدارهای معادل ، این رابطه خطی در نظر گرفته شده است. در منابع سینوسی ، شار مغناطیسی پشت 90 درجه ولتاژ القایی قرار خواهد گرفت ، بنابراین این اثر را می توان با استفاده از سلف مدار XM نشان داد ، که به طور موازی با تلفات آهن در هسته RC است. در بعضی موارد ، RC و XM با هم به عنوان شاخه ای در نظر گرفته می شوند و شاخه مغناطیسی نامیده می شوند. اگر سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور را باز کنیم ، آنگاه تمام جریان عبوری از ترانسفورماتور اولیه جریان I0 خواهد بود که از طریق شاخه مغناطیسی عبور می کند و این جریان نیز جریان غیرفعال نامیده می شود.