Hlavné funkcie jadier transformátorov

Primárne funkcie jadier transformátora:

Praktické transformátory vždy pracujú v podmienkach striedavého prúdu (AC). Straty výkonu sa vyskytujú nielen v odpore cievok, ale aj v jadre, pretože je magnetizované striedavým prúdom. Jadro transformátora sa skladá z dvoch hlavných častí: nožičiek jadra a strmeňov. Cievky (vinutia) sú namontované na nohách jadra, pričom strmene slúžia na uzavretie celého magnetického obvodu. Aby sa znížila hysterézia a straty vírivými prúdmi v jadre, je typicky konštruované ukladaním lamiel z kremíkovej ocele podľa špecifických pravidiel. Tieto laminácie obsahujú približne 5 % kremíka, majú hrúbku 0,35 až 0,50 mm a sú obojstranne potiahnuté vrstvou izolačného laku s hrúbkou 0,01 až 0,13 mm.

Hysterézna strata je typ straty železa generovaný počas procesu magnetizácie v dôsledku javu hysterézy. Veľkosť tejto straty je priamo úmerná ploche uzavretej hysteréznou slučkou materiálu. Pretože kremíková oceľ má úzku hysteréznu slučku, jej použitie pre jadrá transformátorov má za následok nižšie hysterézne straty, čo výrazne znižuje zahrievanie jadra.

Laminované jadrá tiež pomáhajú minimalizovať ďalší typ strát železa: straty vírivými prúdmi. Počas prevádzky transformátora generuje striedavý prúd v cievkach striedavý magnetický tok. Tento meniaci sa tok indukuje prúdy v jadre. Tieto indukované prúdy cirkulujú v rovinách kolmých na smer magnetického toku, a preto sú známe ako vírivé prúdy. Straty vírivými prúdmi podobne spôsobujú zahrievanie jadra. Na zníženie strát vírivými prúdmi je jadro transformátora vyrobené zo vzájomne izolovaných plechov z kremíkovej ocele. To núti vírivé prúdy prúdiť cez úzke, predĺžené slučky s menšími plochami prierezu, čím sa zvyšuje elektrický odpor pozdĺž dráh vírivých prúdov. Okrem toho kremík v oceli zvyšuje elektrický odpor materiálu, čo ďalej pomáha znižovať vírivé prúdy.