Nekoč na začetku prejšnjega stoletja je bilo v Združenih državah priljubljeno oglaševanje na temo "tihi služabnik". Vprašanje se je nanašalo na elektriko, oziroma njeno sposobnost tihega opravljanja različnih del. Družba General Electric je na ta način skušala opozoriti potrošnike na gospodinjske aparate. A če se dotaknemo čisto fizičnega procesa elektrike, se izkaže, da ni tako »tiho«. Primer je dobro znana transformatorska naprava, ki je sposobna oddajati precej glasno brnenje. Zakaj torej transformator brni?
Kako deluje transformator
Da bi to razumeli, ne škodi, če se spomnite šolske lekcije fizike, ki opisuje princip transformatorja. Transformator deluje na podlagi zakona elektromagnetne indukcije. Vključuje tuljave, navite z žico različnih premerov in z različnim številom zavojev. Te tuljave predstavljajo primarno in sekundarno navitje transformatorja. Obstaja povezava med navitji. Izvaja se s pomočjo nekakšnega obroča iz posebnega feromagnetnega jekla. Obroč se imenuje jedro in se nahaja znotraj navitij. Sam dizajnjedro je sestavljeno iz tankih plošč.
Ko se izmenični tok dovaja na primarno navitje, ustvari magnetno polje v jedru. Tudi to polje se spreminja po zakonu spremembe toka, ki ga je ustvaril. Polje inducira indukcijsko EMF v sekundarnem navitju - pretvorjeni električni tok.
Material jedra je razdeljen na številne mikro-odseke. V vsakem takem odseku brez prisotnosti vhodne napetosti obstaja lastno magnetno polje, ki je pogosto usmerjeno drug proti drugemu. Vendar pa pod napetostjo vsi tokovi začnejo hiteti v eno smer, kar ustvarja močan magnet. Vse to spremlja sprememba fizičnih dimenzij samega jedra. Zdaj lahko uganete, zakaj transformator brni.
učinek magnetostrikcije
Ker je polje spremenljivo, se jedrne plošče začnejo krčiti in raztezati v času z njim. Ta proces se imenuje magnetostrikcija. Takšni gibi se izvajajo z visoko frekvenco 100 Hz, pri trenutni frekvenci 50 Hz se v prostor oddaja vibracija, ki ima slišno območje in jo človeško uho loči. Poleg standardne frekvence izmenični tok vsebuje višje frekvenčne harmonike. Več jih je, bolj ko je transformator obremenjen, to pa je ostrejša in bolj slišna vibracija. Zato transformator brni.
Drugi vzroki za hrup transformatorja
Vendar se vsi razlogi za "zgovornost" transformatorja ne skrivajo v magnetostrikciji. Zakaj obremenjen transformator brni? Oddaj hrup:
- Navitja transformatorja. To je posledica dejstva, da magnetni tok poskuša premakniti navitja glede na jedro. Zvok se okrepi v primeru slabo navite tuljave, če se zavoji ne ujemajo dobro skupaj.
- Jedrne plošče. zakaj? Transformator zelo pogosto brni, če se slabo prilegajo in imajo reže med ravnimi površinami. Takrat se poleg stiskanja pojavi tudi hrup zaradi zvonjenja kovine.
- Okvara ali poškodba izolacije bakrene žice. To se lahko zgodi v debelini navitja, kjer se pojavijo povišane temperature. V tem primeru lahko med navitji skoči iskra, ki jo spremlja klik. Močnejši kot je izpust, bolj značilen in glasnejši je zvok.
- Vsi ohlapni deli v transformatorju zakaj? Transformator brni med delovanjem, ko ropotajo.
Da bi se izognili tej pomanjkljivosti pri transformatorjih, so bili razviti brezšumni transformatorji. Njihovo vezje je zasnovano tako, da se trenutna frekvenca pretvori (poveča) na raven, pri kateri se vibracije ne zaznavajo v zvočnem območju. To je 10 kHz in več. Tihi transformatorji so veliko manjši po velikosti in teži kot običajni.
Sklep
Da se ne bi vprašali, zakaj transformator brni, je treba vse zmogljive modele vzeti od visokokakovostnih, uglednih proizvajalcev. Tisti z nizko močjo niso tako zahtevni za natančnost izvedbe. Ampak če je še na voljotransformator med delovanjem povzroča hrup, ga lahko poskusite odpraviti tako, da plošče zategnete z vijaki. Samo poskusite ne pretiravati in ne razločevati jedrne kovine. Če ni vijakov, uporabite lak ali lepilo, ki ga vlijete v jedro. Ropotuljice lahko odpravite samo tako, da jih previjete.
