Что такое потери трансформатора?

Трансформатор является основным компонентом в электронных схемах, который повышает или понижает напряжение. Это достигается с помощью двух обмоток из медного провода, первичной и вторичной катушек, вокруг непрерывного магнита, называемого сердечником. Потери трансформатора относятся к электрической энергии, которая теряется во время повышения или понижения напряжения.

Еще один способ взглянуть на это состоит в том, что ничто не обходится без затрат на электронику, которая работает при нормальной рабочей температуре. Количество энергии, подводимой к первичной обмотке трансформатора, всегда уменьшается во вторичной обмотке. Первичная катушка физически не касается вторичной катушки, как можно было бы ожидать в других типах электрических соединений. Связь на самом деле осуществляется с помощью магнитного поля и его взаимодействия с электронами. Эта связь известна как индукция, которая имеет смысл, потому что магнитное поле индуцирует или заставляет электричество перемещаться от первичной катушки к вторичной.

Потери трансформатора являются прямым результатом магнитной индукции и могут быть математически предсказаны. Чтобы понять это, можно рассмотреть, как выглядит магнитное поле. Если железные опилки разбросаны на жесткой листовой бумаге, помещенной над магнитом, железные опилки образуют изогнутые линии. В трансформаторах электричество теряется, потому что изогнутые магнитные линии отводят часть энергии на открытый воздух и окружающие материалы, а не прямо во вторичную катушку.

Когда люди впервые знакомятся с потерями трансформаторов, реакция может быть такова, что трансформаторы слишком неэффективны, чтобы быть полезными. Техническая задача, однако, состоит в том, чтобы уменьшить потери трансформатора до величин, которые не важны в остальной части цепи. Трансформаторы различаются по размеру от очень маленьких, которые можно найти на материнских платах компьютеров, до очень больших, используемых на промышленных электростанциях. Большие трансформаторы могут позволить себе терять больше энергии, чем их меньшие аналоги.

Тепловая энергия является важным результатом потерь трансформатора. Потерянные электроны взаимодействуют с материалами вокруг них, в том числе с некоторыми газами в воздухе, и именно отсюда происходит нагрев. Если тепло не отводится достаточно быстро, трансформатор может взорваться и в более крупных моделях взорваться. Треск и взрыв могут также произойти, если в первичную катушку вставлен относительно большой выброс электрической энергии. Вот почему математика должна быть запущена в первую очередь, чтобы определить рабочие пределы конкретной конструкции трансформатора.