Kdysi na začátku minulého století byla ve Spojených státech populární reklama na téma „tichý sluha“. Otázka se týkala elektřiny, respektive její schopnosti tiše vykonávat různé práce. Společnost General Electric se tímto způsobem snažila upozornit spotřebitele na domácí spotřebiče. Pokud se ale dotkneme čistě fyzikálního procesu elektřiny, ukáže se, že není tak „tichý“. Příkladem je známé transformátorové zařízení, které je schopné vydávat poměrně hlasité hučení. Proč tedy transformátor bzučí?
Jak funguje transformátor
Abyste tomu porozuměli, neuškodí si připomenout školní hodinu fyziky, která popisuje princip transformátoru. Transformátor pracuje na základě zákona elektromagnetické indukce. Zahrnuje cívky vinuté drátem různých průměrů a s různým počtem závitů. Tyto cívky představují primární a sekundární vinutí transformátoru. Mezi vinutími existuje spojení. Provádí se pomocí jakéhosi prstence ze speciální feromagnetické oceli. Kroužek se nazývá jádro a nachází se uvnitř vinutí. Samotný designjádro je sestaveno z tenkých plátů.
Když se na primární vinutí přivede střídavý proud, vytvoří se v jádře magnetické pole. Toto pole se také mění podle zákona změny proudu, který jej generoval. Na druhé straně pole indukuje indukční EMF v sekundárním vinutí - přeměněný elektrický proud.
Materiál jádra je rozdělen do mnoha mikročástí. V každém takovém úseku bez přítomnosti vstupního napětí je vlastní magnetické pole, často namířené proti sobě. Pod napětím se však všechny toky začnou řítit jedním směrem a vytvářejí silný magnet. To vše je doprovázeno změnou fyzických rozměrů samotného jádra. Nyní můžete hádat, proč transformátor bzučí.
Magnetostrikční efekt
Vzhledem k tomu, že pole je proměnlivé, začnou se desky jádra smršťovat a natahovat v čase s ním. Tento proces se nazývá magnetostrikce. Takové pohyby se dělají s vysokou frekvencí 100 Hz, při aktuální frekvenci 50 Hz vyzařuje do prostoru vibrace, která má slyšitelný rozsah a je rozlišitelná lidským uchem. Kromě standardní frekvence obsahuje střídavý proud vyšší harmonické frekvence. Je jich více, čím více je transformátor zatížen, a to je zase ostřejší a slyšitelnější vibrace. To je důvod, proč transformátor hučí.
Jiné příčiny šumu transformátoru
Ne všechny důvody "upovídanosti" transformátoru se ale skrývají v magnetostrikci. Proč zatížený transformátor hučí? Vydávat hluk:
- Vinutí transformátoru. To je způsobeno skutečností, že magnetický tok se snaží přemístit vinutí vzhledem k jádru. Zvuk se zesílí v případě špatně vinuté cívky, pokud závity do sebe dobře nezapadají.
- Desky jádra. Proč? Transformátor velmi často hučí, když špatně sedí a mají mezery mezi rovnými plochami. Pak se kromě mačkání ozývá hluk ze zvonění kovu.
- Vada nebo poškození izolace měděného drátu. To se může stát v tloušťce vinutí, kde se vyskytují zvýšené teploty. V tomto případě může mezi vinutími přeskočit jiskra doprovázená cvaknutím. Čím silnější je výboj, tím je zvuk charakterističtější a hlasitější.
- Všechny volné díly v transformátoru proč? Transformátor během provozu hučí, jak chrastí.
Aby se tomuto nedostatku u transformátorů předešlo, byly vyvinuty transformátory bezhlučného typu. Jejich obvod je navržen tak, že aktuální frekvence je převáděna (zvyšována) na úroveň, při které nejsou vibrace v audio rozsahu vnímány. Toto je 10 kHz a více. Tiché transformátory jsou co do velikosti a hmotnosti mnohem menší než konvenční.
Závěr
Abyste si nekladli otázku, proč trafo bzučí, všechny výkonné modely musí být převzaty od kvalitních, renomovaných výrobců. Nízkopříkonové nejsou tak náročné na přesnost provedení. Ale pokud je ještě k dispozicitransformátor během provozu vydává hluk, můžete se pokusit jej eliminovat dotažením desek šrouby. Jen se snažte to nepřehánět a nedelaminovat jádrový kov. Pokud nejsou žádné šrouby, použijte lak nebo lepidlo, které se nalije do jádra. Navíjecí chrastítko lze odstranit pouze jejich převinutím.
