Когда-то в начале прошлого века в США была популярной реклама на тему «молчаливого слуги». Вопрос касался электричества, а, точнее, его способности бесшумно выполнять различную работу. Компания General Electric стремилась таким образом привлечь внимание потребителей к бытовой технике. Но если коснуться чисто физического процесса работы электричества, то, оказывается, оно не такое уж «молчаливое». Примером может служить всем известный прибор трансформатор, который способен издавать довольно громкий гул. Так почему гудит трансформатор?
Как работает трансформатор
Чтобы разобраться в этом, не мешает вспомнить школьный урок физики, где описан принцип работы трансформатора. Трансформатор работает на основе закона электромагнитной индукции. Он включает в себя катушки, намотанные проводом разного диаметра и с различным количеством витков. Эти катушки представляют первичную и вторичную обмотки трансформатора. Между обмотками есть связь. Она осуществляется посредством своеобразного кольца из специальной ферромагнитной стали. Кольцо получило название сердечника и расположено внутри обмоток. Сама конструкция сердечника собрана из тонких пластин.
Когда на первичную обмотку подают переменный ток, то он создает магнитное поле в сердечнике. Это поле тоже меняется по закону изменения породившего его тока. В свою очередь, поле наводит ЭДС индукции во вторичной обмотке – преобразованный электрический ток.
Материал сердечника разбит на множество микроучастков. В каждом таком участке без наличия входного напряжения присутствует свое магнитное поле, направленное часто противоположно друг к другу. Однако под напряжением все потоки начинают устремляться в одном направлении, создавая мощный магнит. Все это сопровождается изменением физических размеров самого сердечника. Можно догадаться теперь, почему гудит трансформатор.
Эффект магнитострикции
Так как поле переменное, то и пластины сердечника начинают сжиматься и вытягиваться в такт с ним. Этот процесс получил название магнитострикции. Производятся такие движения с большой частотой в 100 Гц, при частоте тока в 50 Гц, в пространство исходит вибрация, которая имеет звуковой диапазон и различима человеческим ухом. Кроме стандартной частоты, в составе переменного тока имеются более высокочастотные гармоники. Их больше, чем больше нагружен трансформатор, а это в свою очередь более резкая и слышимая вибрация. Вот почему гудит трансформатор.
Другие причины шума в трансформаторе
Но не все причины «разговорчивости» трансформатора сокрыты в магнитострикции. Почему нагруженный трансформатор гудит? Выделяют шум:
- Обмоток трансформатора. Это обусловлено тем, что поток магнитный пытается сместить обмотки относительно сердечника. Звук усиливается в случае некачественно намотанной катушки, если витки плохо прилегают друг к другу.
- Пластин сердечника. Почему? Трансформатор очень часто гудит, когда они плохо подогнаны и имеют зазоры между плоскими поверхностями. Тогда, кроме сжимания, слышен шум от звона металла.
- Дефект либо повреждение изоляции медного провода. Такое может случиться в толще обмотки, где имеют место повышенные температуры. В этом случае между обмотками может проскакивать искра, сопровождаемая щелчком. Чем разряд мощнее, тем звук характерней и громче.
- Всех плохо закрепленных деталей в трансформаторе почему? Трансформатор гудит при работе, так как они дребезжат.
Для того чтобы избежать этого недостатка в трансформаторах, были разработаны трансформаторы бесшумного типа. Их схема построена таким образом, что происходит преобразование частоты тока (повышение) до уровня, при котором вибрация не воспринимается в звуковом диапазоне. Это 10 КГц и выше. Бесшумные трансформаторы по своим габаритам и массе гораздо меньше обычных.
Заключение
Чтобы не задавать себе вопрос о том, почему гудит трансформатор, все мощные модели нужно брать качественные, зарекомендовавших себя производителей. Маломощные не так требовательны к точности исполнения. Но если все же имеющийся трансформатор при работе издает шум, можно попробовать устранить его стягиванием пластин при помощи винтов. Только постараться не переусердствовать и не расслоить металл сердечника. Если болты отсутствуют, используют лак или клей, которым заливают сердечник. Устранить дребезжание обмоток можно только с помощью их перемотки.
