फेरोमैग्नेटिक सामग्री के ट्रांसफार्मर में उपयोग के फायदे और नुकसान क्या हैं

लाभ

• उच्च चुंबकीय पारगमनता: फेरोचुम्बकीय सामग्रियाँ उच्च चुंबकीय पारगमनता रखती हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक अपेक्षाकृत छोटे चुंबकीय क्षेत्र के तहत एक बड़ी चुंबकीय प्रेरण तीव्रता उत्पन्न कर सकती हैं। ट्रांसफार्मर में, फेरोचुम्बकीय सामग्रियों का कोर के लिए उपयोग करने से वाइंडिंग द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का अधिकांश हिस्सा कोर के अंदर संकेंद्रित हो जाता है, जिससे चुंबकीय क्षेत्र की जोड़ीदारी प्रभाव में वृद्धि होती है। इससे ट्रांसफार्मर की विद्युत-चुंबकीय रूपांतरण दक्षता में सुधार होता है, जिससे वह विद्युत ऊर्जा को और प्रभावी ढंग से स्थानांतरित और रूपांतरित कर सकता है।

• कम हिस्टरीसिस हानि: हिस्टरीसिस एक घटना है जिसमें चुंबकीय सामग्री में एक विकल्पीय चुंबकीय क्षेत्र के तहत चुंबकीय प्रेरण तीव्रता का परिवर्तन चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता के परिवर्तन से पीछे रहता है, जिससे ऊर्जा की हानि होती है। सिलिकॉन स्टील शीट जैसी फेरोचुंबकीय सामग्रियाँ एक अपेक्षाकृत छोटे हिस्टरीसिस लूप क्षेत्र का रखती हैं। यह इंगित करता है कि विकल्पीय चुंबकीय क्षेत्र में, हिस्टरीसिस घटना के कारण ऊर्जा की हानि अपेक्षाकृत कम होती है, जो ट्रांसफार्मर की दक्षता में सुधार करता है और ऊर्जा की व्यर्थ खपत को कम करता है।

• कम विक्षेप धारा हानि: जब ट्रांसफार्मर संचालन में होता है, तो विकल्पीय चुंबकीय क्षेत्र के कारण कोर में एक विद्युत धारा, जिसे विक्षेप धारा कहते हैं, उत्पन्न होती है। विक्षेप धाराएँ कोर को गर्म करती हैं और ऊर्जा की हानि का कारण बनती हैं। उच्च प्रतिरोध वाली फेरोचुंबकीय सामग्रियों का उपयोग करके और कोर को पतली शीट (जैसे सिलिकॉन स्टील शीट) में बनाकर जो एक दूसरे से अलग-थलग होती हैं, विक्षेप धारा का पथ प्रभावी रूप से कम किया जा सकता है, जिससे विक्षेप धारा हानि कम हो जाती है और ट्रांसफार्मर की प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार होता है।

• अच्छी संतृप्ति विशेषताएँ: फेरोचुंबकीय सामग्रियाँ एक निश्चित चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता की सीमा के भीतर अच्छी रैखिक चुंबकीय गुणधर्म बनाए रखती हैं और केवल तब संतृप्त अवस्था में प्रवेश करती हैं जब चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता एक निश्चित मान तक पहुँच जाती है। यह विशेषता ट्रांसफार्मर को सामान्य संचालन के दौरान विद्युत ऊर्जा का स्थिर स्थानांतरण करने में सक्षम बनाती है। इसके अलावा, ओवरलोडिंग जैसी असामान्य स्थितियों में, कोर की संतृप्ति विशेषता ट्रांसफार्मर धारा के आगे बढ़ने को सीमित कर सकती है, जो एक निश्चित डिग्री तक सुरक्षा प्रदान करती है।

हानियाँ

• हिस्टरीसिस और विक्षेप धारा हानि: हालांकि फेरोचुंबकीय सामग्रियों की हिस्टरीसिस और विक्षेप धारा हानि अपेक्षाकृत कम है, फिर भी ट्रांसफार्मर के लंबे समय तक कार्य करने के दौरान, ये हानियाँ गर्मी उत्पन्न करती हैं, जिससे ट्रांसफार्मर का तापमान बढ़ जाता है। ट्रांसफार्मर के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, प्रभावी गर्मी-विसरण उपाय लिए जाने चाहिए, जो ट्रांसफार्मर के डिजाइन और निर्माण की लागत को बढ़ाते हैं।

• भारी वजन: फेरोचुंबकीय सामग्रियाँ अपेक्षाकृत उच्च घनत्व वाली होती हैं। फेरोचुंबकीय सामग्रियों का उपयोग करके ट्रांसफार्मर कोर बनाने से ट्रांसफार्मर का कुल वजन बढ़ जाता है। यह न केवल ट्रांसफार्मर के परिवहन और स्थापना में कठिनाई पैदा करता है, बल्कि एक अधिक रबड़दार समर्थन संरचना की आवश्यकता भी हो सकती है, जो लागत को और बढ़ाता है।

• तापमान पर उल्लेखनीय प्रभाव: फेरोचुंबकीय सामग्रियों के चुंबकीय गुणधर्म तापमान पर निर्भर करते हैं। जब ट्रांसफार्मर का संचालन तापमान बढ़ता है, तो फेरोचुंबकीय सामग्री की चुंबकीय पारगमनता घट जाती है, और हिस्टरीसिस और विक्षेप धारा हानि बढ़ जाती है, जो ट्रांसफार्मर के प्रदर्शन और दक्षता पर प्रभाव डालती है। इसलिए, ट्रांसफार्मर के डिजाइन के दौरान, तापमान के फेरोचुंबकीय सामग्रियों के गुणधर्म पर प्रभाव को ध्यान में रखा जाना चाहिए, और उपयुक्त तापमान संशोधन उपाय लिए जाने चाहिए।

• शोर की संभावना: ट्रांसफार्मर के संचालन के दौरान, कोर के मैग्नेटोस्ट्रिक्शन प्रभाव के कारण, फेरोचुंबकीय सामग्री में यांत्रिक दोलन होता है, जिससे शोर उत्पन्न होता है। यह शोर न केवल आसपास के वातावरण पर प्रभाव डालता है, बल्कि ट्रांसफार्मर की जीवनावधि और विश्वसनीयता पर भी प्रभाव डाल सकता है। शोर को कम करने के लिए, विशेष डिजाइन और निर्माण प्रक्रियाओं, जैसे कि कम-शोर वाले कोर सामग्रियों का उपयोग और कोर संरचना का विकास, किया जाना चाहिए।