Els nuclis de transformadors d'ús habitual estan fets generalment de làmines d'acer al silici. L'acer al silici és un tipus d'acer que conté silici (el silici també s'anomena silici) i el seu contingut de silici oscil·la entre el 0,8 i el 4,8 % . L'acer al silici s'utilitza com a nucli del transformador perquè l'acer al silici en si és un material magnètic amb una forta permeabilitat magnètica. A la bobina energitzada, pot produir una major intensitat d'inducció magnètica, reduint així la mida del transformador.
|
|
|
Sabem que el transformador real sempre funciona en estat de CA i la pèrdua de potència no només es produeix en la resistència de la bobina, sinó també en el nucli de ferro magnetitzat pel corrent altern. La pèrdua de potència al nucli de ferro s'anomena normalment "pèrdua de ferro". La pèrdua de ferro és causada per dos motius, un és la "pèrdua d'histèresi" i l'altre és la "pèrdua de corrents de Foucault".
La pèrdua d'histèresi és la pèrdua de ferro causada pel fenomen d'histèresi durant el procés de magnetització del nucli de ferro. La mida d'aquesta pèrdua és proporcional a l'àrea envoltada pel bucle d'histèresi del material. El bucle d'histèresi de l'acer al silici és estret i la pèrdua d'histèresi del nucli d'un transformador d'acer al silici és petita, cosa que pot reduir considerablement la generació de calor. Com que l'acer al silici té els avantatges anteriors, per què no utilitzar una peça sencera d'acer al silici com a nucli de ferro, sinó que el processem en làmines?
Això es deu al fet que el nucli de flocs pot reduir un altre tipus de pèrdua de ferro: "pèrdua de corrent de Foucault". Quan el transformador funciona, hi ha corrent altern a la bobina i el flux magnètic que genera és, per descomptat, alternatiu. Aquest flux magnètic canviant produeix un corrent induït al nucli de ferro. El corrent induït generat al nucli de ferro circula en un pla perpendicular a la direcció del flux magnètic, per això s'anomena corrent de Foucault. Les pèrdues de corrent de Foucault també escalfen el nucli. Per tal de reduir la pèrdua de corrent de Foucault, el nucli del transformador s'apila amb làmines d'acer de silici aïllades entre si, de manera que el corrent de Foucault passa per una secció transversal més petita en un bucle llarg i estret per augmentar la resistència. el camí de corrents de Foucault; al mateix temps, el silici de l'acer al silici fa que l'augment de la resistivitat del material també juga un paper en la reducció de corrents de Foucault.
Com a nucli de ferro del transformador, s'utilitza generalment una xapa d'acer al silici laminat en fred de 0,35 mm de gruix. Es talla en trossos llargs segons la mida requerida del nucli de ferro. Lògicament parlant, per tal de reduir els corrents de Foucault, com més fines siguin les làmines d'acer al silici i com més estretes siguin les tires empalmades, millor serà l'efecte. Això no només redueix les pèrdues de corrent de Foucault i l'augment de la temperatura, sinó que també estalvia materials per a les làmines d'acer al silici. Però quan realment es fabriquen nuclis d'acer de silici. No es basa només en els factors favorables esmentats anteriorment, perquè fer el nucli de ferro d'aquesta manera augmentarà considerablement les hores de treball i també reduirà la secció transversal efectiva del nucli de ferro. Per tant, quan utilitzeu làmines d'acer de silici per fer nuclis de transformadors, heu de partir de la situació específica, sospesar els pros i els contres i triar la millor mida.
