آشنایی با الکترونیک

تلفات برق در ترانسفورماتور ها
ترانسفورماتور ایده آل صدمه نخواهد دید و در واقع 100? کارایی خواهد داشت. با این حال ، ترانسفورماتورهای واقعی نیز از کارآمدترین تجهیزات الکتریکی هستند ، به طوری که مدل های آزمایشی ترانسفورماتورهای ساخته شده با کمک ابررساناها به بازده 99.85? رسیده اند. ترانسفورماتورهای بزرگتر به طور معمول بازده بالاتری دارند ، ترانسفورماتورهایی که برای توزیع تقریباً 95? استفاده می شوند ، در حالی که ترانسفورماتورهای کوچکتر مانند ترانسفورماتورها در آداپتورها ، کارایی حدود 85? دارند. تلفات ترانسفورماتور بر اساس عواملی که باعث اتلاف انرژی می شوند طبقه بندی می شوند:
مقاومت در برابر سیم پیچ
جریان در هادی ، بسته به مقاومت الکتریکی هادی ، می تواند در نقطه انتقال گرما ایجاد کند. در فرکانس های بالاتر ، اثر سطح و اثر مجاورت نیز می تواند باعث آسیب بیشتر به ترانس شود.
تلفات زباله (هیستری)
هر زمان به دلیل جریان متناوب جهت جریان الکتریکی تغییر کند ، بسته به ماده هسته ای مقدار کمی انرژی در هسته باقی می ماند. بنابراین ، برای یک هسته ثابت ، این نوع از دست دادن متناسب با فرکانس است و با افزایش فرکانس هسته ، تلفات ناشی از زباله هسته ای نیز افزایش می یابد.
جریان بخار (فوکو)
مواد فرو مغناطیسی معمولاً رساناهای الکتریکی خوبی هستند ، بنابراین هسته ترانسفورماتور می تواند به عنوان یک اتصال کوتاه عمل کند. بنابراین ، حتی در ولتاژهای پایین ، جریان در هسته به طرز چشمگیری افزایش می یابد. این جریان در هسته علاوه بر ایجاد تلفات الکتریکی ، باعث ایجاد گرما در هسته نیز می شود. جریان سیم پیچ در هسته با مربع فرکانس منبع ارتباط مستقیم دارد و با مربع ضخامت هسته رابطه عکس دارد. برای کاهش تلفات هسته ، هسته ها از یکدیگر لایه لایه شده و عایق بندی می شوند. اساس بخاریهای القایی جریانهای زمینی است.
تغییر شکل ناشی از میدان مغناطیسی
شار مغناطیسی موجود در ماده فرومغناطیسی باعث می شود که ورقهای رسوب یافته نسبت به یکدیگر حرکت کنند. اگر این ورق ها قوی نباشند ، هنگام کار ترانسفورماتور ، این اثر باعث وزوز می شود. این اثر را اعوجاج میدان مغناطیسی یا اصطکاک مغناطیسی می نامند. این اثر همچنین می تواند باعث ایجاد گرما در اثر اصطکاک بین صفحات شود.
تلفات مکانیکی
به دلیل تغییر شکل مغناطیسی در ترانسفورماتور ، حرکت بین اجزای ترانسفورماتور ایجاد می شود که به نوبه خود باعث افت مکانیکی ترانس می شود. اگر اجزای موجود در ترانسفورماتور در مکان مطمئنی نباشند ، تحرک مکانیکی آنها نیز افزایش می یابد و در نتیجه افت مکانیکی نیز افزایش می یابد.
حلقه برابری
محدودیت های فیزیکی یک ترانسفورماتور واقعی به صورت دایره نشان داده می شود. این مدار معادل از چندین فاکتور تشکیل شده است که باعث حذف یا محدود کننده ها و ترانسفورماتور ایده آل می شود. افت توان ترانسفورماتور یک عملکرد جریان خطی است و می تواند به راحتی در مقابل یک سری با سیم پیچ ترانسفورماتور نمایش داده شود. این مقاومت ها RS و RP هستند. با مطالعه خصوصیات جریان اتلاف ، می توان نشان داد که سلفهای XP و XS خود به صورت سری و با پیچش کامل مرتب شده اند. از بین رفتن آهن شامل دو نوع از بین رفتن اثرات (فوکو) و هیستری (هیستری) است. در یک فرکانس ثابت ، این تلفات مستقیماً با مربع جریان هسته متناسب است و از آنجا که جریان هسته تقریباً متناسب با ولتاژ ورودی است ، می توان این تلفات را به عنوان مقاومت مرتبط با مدار ترانسفورماتور نشان داد. این مقاومت همان RC است.
یک هسته با نفوذ پذیری محدود برای حفظ شار مغناطیسی در هسته به جریان IM نیاز دارد. بنابراین ، تغییر در جریان مغناطیسی با تغییر شار مغناطیسی در فاز خواهد بود و به دلیل اشباع هسته ، رابطه این دو به صورت خطی نخواهد بود. برای ساده سازی این جلوه ها ، این اتصال موازی در بیشتر مدارهای موازی در نظر گرفته شده است. در منابع سینوسی ، شار مغناطیسی 90 درجه از ولتاژ القایی عقب خواهد بود ، بنابراین این اثر را می توان با القای XM در یک مدار سازگار با تلفات آهن هسته RC نشان داد. در برخی موارد ، RC و XM یک شاخه در نظر گرفته می شود و به این شاخه آهنربا گفته می شود. اگر سیم پیچ های ثانویه ترانس را باز کنیم ، تمام جریان عبوری از ترانسفورماتور اولیه جریان I0 خواهد بود که از شاخه مغناطیسی عبور می کند.این جریان را جریان بدون بار نیز می نامند.