Kerran viime vuosisadan alussa Yhdysvalloissa oli suosittu mainonta aiheesta "hiljainen palvelija". Kysymys koski sähköä tai pikemminkin sen kykyä tehdä äänettömästi erilaisia töitä. General Electric Company pyrki tällä tavoin kiinnittämään kuluttajien huomion kodinkoneisiin. Mutta jos kosketamme sähkön puhtaasti fyysistä prosessia, käy ilmi, ettei se ole niin "hiljainen". Esimerkkinä on tunnettu muuntaja, joka pystyy lähettämään melko kovaa huminaa. Joten miksi muuntaja surisee?
Kuinka muuntaja toimii
Tämän ymmärtämiseksi ei ole haittaa muistaa koulun fysiikan oppitunti, jossa kuvataan muuntajan toimintaperiaate. Muuntaja toimii sähkömagneettisen induktion lain perusteella. Se sisältää kelat, jotka on kierretty erihalkaisijaisilla ja eri kierrosluvuilla langalla. Nämä kelat edustavat muuntajan ensiö- ja toisiokäämiä. Käämien välillä on yhteys. Se suoritetaan eräänlaisen renkaan avulla, joka on valmistettu erityisestä ferromagneettisesta teräksestä. Rengasta kutsutaan ytimeksi ja se sijaitsee käämien sisällä. Itse suunnitteluydin on koottu ohuista levyistä.
Kun vaihtovirta syötetään ensiökäämiin, se luo magneettikentän ytimeen. Tämä kenttä muuttuu myös sen luoneen virran muutoslain mukaan. Kenttä puolestaan indusoi toisiokäämiin induktio-EMF:n - muunnetun sähkövirran.
Ydinmateriaali on jaettu useisiin mikroosiin. Jokaisessa tällaisessa osassa ilman tulojännitettä on oma magneettikenttä, joka on usein suunnattu vastakkain. Kuitenkin jännityksen alaisena kaikki virrat alkavat ryntää yhteen suuntaan, luoden voimakkaan magneetin. Kaikkeen tähän liittyy muutos itse ytimen fyysisissä mitoissa. Nyt voit arvata miksi muuntaja surisee.
Magnetostriktioefekti
Koska kenttä on vaihteleva, ydinlevyt alkavat kutistua ja venyä ajan myötä. Tätä prosessia kutsutaan magnetostriktioksi. Tällaisia liikkeitä tehdään korkealla 100 Hz:n taajuudella, 50 Hz:n virran taajuudella avaruuteen säteilee värähtelyä, jolla on kuuluvuusalue ja joka on ihmiskorvan erotettavissa. Vakiotaajuuden lisäksi vaihtovirta sisältää korkeamman taajuuden harmonisia. Niitä on enemmän, mitä enemmän muuntajaa kuormitetaan, ja tämä puolestaan on terävämpää ja kuultavampaa värähtelyä. Siksi muuntaja humisee.
Muita muuntajan melun syitä
Mutta kaikki syyt muuntajan "puheisuuteen" eivät ole piilossa magnetostriktiossa. Miksi ladattu muuntaja huminaa? Lähettää melua:
- Muuntajan käämit. Tämä johtuu siitä, että magneettivuo yrittää siirtää käämiä suhteessa ytimeen. Ääni vahvistuu huonosti kierretyn kelan tapauksessa, jos kierrokset eivät sovi yhteen hyvin.
- Ydinlevyt. Miksi? Muuntaja humisee hyvin usein, kun ne sopivat huonosti ja niissä on rakoja tasaisten pintojen välillä. Sitten puristamisen lisäksi kuuluu metallin soittoääntä.
- Kuparilangan eristyksen vika tai vaurio. Tämä voi tapahtua käämin paksuudessa, jossa esiintyy kohonneita lämpötiloja. Tässä tapauksessa kipinä voi hypätä käämien väliin napsahduksen mukana. Mitä voimakkaampi purkaus, sitä ominaisempi ja kovempi ääni.
- Kaikki irtonaiset osat muuntajassa miksi? Muuntaja huminaa käytön aikana, kun ne helisevät.
Tämän muuntajien puutteen välttämiseksi on kehitetty äänettömiä muuntajia. Niiden piiri on suunniteltu siten, että virran taajuus muunnetaan (lisätään) tasolle, jolla värähtelyä ei havaita äänialueella. Tämä on 10 kHz ja enemmän. Hiljaiset muuntajat ovat kooltaan ja painoltaan paljon pienempiä kuin perinteiset.
Johtopäätös
Jotta et kysyisi itseltäsi, miksi muuntaja surina, kaikki tehokkaat mallit on otettava korkealaatuisilta, arvostetuilta valmistajilta. Vähätehoiset eivät ole niin vaativia suoritustarkkuuden suhteen. Mutta jos vielä saatavillamuuntaja pitää melua käytön aikana, voit yrittää poistaa sen kiristämällä levyt ruuveilla. Yritä vain olla liioittelematta sitä äläkä irrota ydinmetallia. Jos pultteja ei ole, käytä lakkaa tai liimaa, joka kaadetaan ytimeen. Käärimisen voi poistaa vain kelaamalla ne takaisin.
