Egyszer a múlt század elején az Egyesült Államokban népszerű reklám volt a "néma szolga" témában. A kérdés az elektromosságra vonatkozott, vagy inkább annak képességére, hogy képes-e csendben elvégezni különféle munkákat. A General Electric Company ezzel igyekezett felhívni a fogyasztók figyelmét a háztartási gépekre. De ha az elektromosság tisztán fizikai folyamatát érintjük, kiderül, hogy nem is olyan „néma”. Ilyen például a jól ismert transzformátor, amely elég hangos zümmögésre képes. Akkor miért zúg a transzformátor?
Hogyan működik a transzformátor
Ennek megértéséhez nem árt visszaemlékezni az iskolai fizika leckére, amely leírja a transzformátor elvét. A transzformátor az elektromágneses indukció törvénye alapján működik. Különböző átmérőjű és különböző menetszámú huzallal tekercselt tekercseket tartalmaz. Ezek a tekercsek képviselik a transzformátor primer és szekunder tekercsét. A tekercsek között kapcsolat van. Ez egy speciális ferromágneses acélból készült gyűrű segítségével történik. A gyűrűt magnak nevezik, és a tekercsekben található. Maga a tervezésa mag vékony lemezekből van összeállítva.
Ha a primer tekercsre váltakozó áramot vezetnek, az mágneses mezőt hoz létre a magban. Ez a mező is változik az azt generáló áram változási törvénye szerint. A mező viszont indukciós EMF-et indukál a szekunder tekercsben – átalakított elektromos áramot.
A mag anyaga számos mikrorészre van osztva. Minden ilyen szakaszon bemeneti feszültség nélkül van saját mágneses mező, amely gyakran egymással szemben van irányítva. Feszültség alatt azonban minden áramlás egy irányba rohan, és erős mágnest hoz létre. Mindez a mag fizikai méreteinek megváltozásával jár együtt. Most már sejtheti, miért zúg a transzformátor.
Mágnesestrikciós hatás
Mivel a mező változó, a maglemezek elkezdenek zsugorodni és vele együtt nyúlni. Ezt a folyamatot magnetostrikciónak nevezik. Az ilyen mozgásokat nagy, 100 Hz-es frekvenciával, 50 Hz-es áramfrekvenciával hajtják végre, a térbe olyan rezgés sugárzik, amelynek hallható tartománya van, és az emberi fül által megkülönböztethető. A normál frekvencia mellett a váltakozó áram magasabb frekvenciájú felharmonikusokat tartalmaz. Több van belőlük, minél jobban meg van terhelve a transzformátor, ez viszont élesebb és jobban hallható rezgés. Ezért zúg a transzformátor.
A transzformátor zajának egyéb okai
De a transzformátor "beszédességének" nem minden oka rejtőzik a magnetostrikcióban. Miért zúg a terhelt transzformátor? Zaj kibocsátása:
- Transzformátor tekercsek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a mágneses fluxus megpróbálja elmozdítani a tekercseket a maghoz képest. Rosszul tekercselt tekercs esetén a hang felerősödik, ha a menetek nem illeszkednek jól egymáshoz.
- Magalapok. Miért? A transzformátor nagyon gyakran zúg, ha rosszul illeszkedik, és rés van a sík felületek között. Ekkor a szorításon kívül a fém csengése is zajt hall.
- A rézhuzal szigetelésének hibája vagy sérülése. Ez megtörténhet a tekercs vastagságában, ahol magas hőmérséklet fordul elő. Ebben az esetben a tekercsek között szikra ugorhat, kattanással kísérve. Minél erősebb a kisülés, annál karakteresebb és hangosabb a hang.
- Minden laza alkatrész a transzformátorban miért? A transzformátor zúg működés közben, ahogy zörög.
A transzformátorok ezen hiányosságainak elkerülése érdekében zajtalan típusú transzformátorokat fejlesztettek ki. Áramkörüket úgy alakították ki, hogy az áramfrekvenciát olyan szintre alakítsák (növeljék), amelynél a rezgés nem érzékelhető a hangtartományban. Ez 10 kHz és nagyobb. A csendes transzformátorok mérete és súlya sokkal kisebb, mint a hagyományos transzformátorok.
Következtetés
Annak érdekében, hogy ne tedd fel magadnak azt a kérdést, hogy miért zúg a transzformátor, minden erős modellt jó minőségű, jó hírű gyártóktól kell venni. A kis teljesítményűek nem annyira igényesek a végrehajtás pontosságára. De ha még elérhetőa transzformátor működés közben zajt ad, ezt a lemezek csavarokkal történő meghúzásával próbálhatja kiküszöbölni. Csak próbálja meg ne vigye túlzásba, és ne rétegezze el a fémmagot. Ha nincsenek csavarok, használjon lakkot vagy ragasztót, amelyet a magba kell önteni. A tekercselő csörgést csak visszatekeréssel lehet megszüntetni.
