Običajno uporabljena transformatorska jedra so običajno izdelana iz silicijeve jeklene pločevine. Silicijevo jeklo je vrsta jekla, ki vsebuje silicij (silicij se imenuje tudi silicij), njegova vsebnost silicija pa se giblje od 0,8 do 4,8 %. Kot jedro transformatorja se uporablja silicijevo jeklo, ker je samo silicijevo jeklo magnetni material z močno magnetno prepustnostjo. V napajani tuljavi lahko proizvede večjo intenzivnost magnetne indukcije in s tem zmanjša velikost transformatorja.
|
|
|
Vemo, da dejanski transformator vedno deluje v izmeničnem stanju in izguba moči ni samo v uporu tuljave, ampak tudi v železnem jedru, ki ga magnetizira izmenični tok. Izguba moči v železnem jedru se običajno imenuje "izguba železa". Izgubo železa povzročita dva razloga, eden je "izguba zaradi histereze", drugi pa "izguba zaradi vrtinčnega toka".
Histerezna izguba je izguba železa, ki jo povzroči histerezni pojav med postopkom magnetizacije železnega jedra. Velikost te izgube je sorazmerna s površino, ki jo obdaja histerezna zanka materiala. Histerezna zanka silicijevega jekla je ozka, histerezna izguba jedra transformatorja iz silicijevega jekla pa je majhna, kar lahko močno zmanjša proizvodnjo toplote. Ker ima silikonsko jeklo zgoraj navedene prednosti, zakaj ne bi uporabili celega kosa silicijevega jekla kot železno jedro, ampak ga predelali v plošče?
To je zato, ker lahko luskasto jedro zmanjša drugo vrsto izgube železa - "izgubo zaradi vrtinčnih tokov". Ko transformator deluje, je v tuljavi izmenični tok in magnetni tok, ki ga ustvarja, je seveda izmeničen. Ta spreminjajoči se magnetni tok povzroči induciran tok v železnem jedru. Inducirani tok, ki nastane v železnem jedru, kroži v ravnini, ki je pravokotna na smer magnetnega pretoka, zato ga imenujemo vrtinčni tok. Izgube zaradi vrtinčnih tokov tudi segrejejo jedro. Da bi zmanjšali izgubo vrtinčnih tokov, je jedro transformatorja zloženo s silikonskimi jeklenimi ploščami, ki so medsebojno izolirane, tako da vrtinčni tok prehaja skozi manjši prečni prerez v dolgi in ozki zanki, da se poveča odpornost na pot vrtinčnega toka; hkrati pa silicij v silicijevem jeklu povzroči Povečana upornost materiala ima tudi vlogo pri zmanjševanju vrtinčnih tokov.
Kot železno jedro transformatorja se običajno uporablja 0.35 mm debela hladno valjana silicijeva jeklena pločevina. Razrežemo ga na dolge kose glede na zahtevano velikost železnega jedra. Logično gledano, da bi zmanjšali vrtinčne tokove, tanjši kot so pločevine iz silikonskega jekla in ožji kot so spojeni trakovi, boljši je učinek. To ne samo zmanjša izgube zaradi vrtinčnih tokov in dvig temperature, ampak tudi prihrani materiale za pločevino iz silicijevega jekla. Toda pri izdelavi jeder iz silicijevega jekla. Ne temelji samo na zgoraj omenjenih ugodnih dejavnikih, saj bo izdelava železnega jedra na ta način močno povečala delovne ure in tudi zmanjšala efektivni presek železnega jedra. Zato morate pri uporabi silicijeve jeklene pločevine za izdelavo jeder transformatorjev izhajati iz specifične situacije, pretehtati prednosti in slabosti ter izbrati najboljšo velikost.
