ट्रान्सफरमरहरूको ऊर्जा निकासी

ट्रान्सफोर्मरमा नाट

चूँकि विद्युत ट्रान्सफोर्मर स्थैतिक उपकरण हो, ट्रान्सफोर्मरमा मैकेनिकल नाट सामान्यतया लागू नहुन्छ। हामी आमतया ट्रान्सफोर्मरमा केवल विद्युत नाटलाई मात्र विचार गर्छौं।

कुनै पनि मशीनमा नाट व्यापक रूपमा इनपुट शक्ति र आउटपुट शक्तिबीचको फरकको रूपमा परिभाषित गरिन्छ। जब इनपुट शक्ति ट्रान्सफोर्मरको प्राथमिक भागमा प्रदान गरिन्छ, त्यस शक्तिको केही भाग ट्रान्सफोर्मरको कोर नाट (हिस्टेरिसिस नाट र एडी करेन्ट नाट) लाई समायोजन गर्न र अन्य केही भाग I2R नाटको रूपमा खोएको र प्राथमिक र द्वितीयक वाइंडिङमा ताप रूपमा विसरिन्छ, किनभने यी वाइंडिङहरूमा केही आंतरिक प्रतिरोध छ।

पहिलो एकलाई ट्रान्सफोर्मरको कोर नाट वा लोहो नाट भनिन्छ र अर्कोलाई ओह्मिक नाट वा कपर नाट भनिन्छ। ट्रान्सफोर्मरमा अर्को नाट भएको छ, जसलाई स्ट्रे नाट भनिन्छ, यो यन्त्रको यान्त्रिक संरचना र वाइंडिङ चालकहरूसँग सम्बद्ध स्ट्रे फ्लक्सको कारण भएको हो।

ट्रान्सफोर्मरमा कपर नाट

कपर नाट I²I2R नाट हो, जहाँ प्राथमिक भागमा I12R1 र द्वितीयक भागमा I22R2 छ। यहाँ, I1 र I2 प्राथमिक र द्वितीयक धारा हुन्छन्, र R1 र R2 वाइंडिङको प्रतिरोध हुन्छ। चूँकि यी धाराहरू लोडलाई निर्भर छन्, ट्रान्सफोर्मरमा कपर नाट लोडले बदल्छ।

ट्रान्सफोर्मरमा कोर नाट

हिस्टेरिसिस नाट र एडी करेन्ट नाट, दुवै ट्रान्सफोर्मरको कोर निर्माण गर्न उपयोग गरिएको सामग्रीको चुम्बकीय गुण र डिझाइनलाई निर्भर छन्। त्यसैले ट्रान्सफोर्मरमा यी नाटहरू नियत छन् र लोड धारालाई निर्भर छैन। त्यसैले ट्रान्सफोर्मरमा कोर नाट, जसलाई वैकल्पिक रूपमा ट्रान्सफोर्मरको लोहो नाट भनिन्छ, सबै लोड रेन्जमा नियत मानिन्छ।

ट्रान्सफोर्मरमा हिस्टेरिसिस नाटलाई निम्नानुसार चिह्नित गरिन्छ,

ट्रान्सफोर्मरमा एडी करेन्ट नाटलाई निम्नानुसार चिह्नित गरिन्छ,

Kh = हिस्टेरिसिस स्थिरांक।

Ke = एडी करेन्ट स्थिरांक।

Kf = रूप स्थिरांक।

कपर नाट साधारण रूपमा निम्नानुसार चिह्नित गरिन्छ,

IL2R2′ + स्ट्रे नाट

यहाँ, IL = I2 = ट्रान्सफोर्मरको लोड, र R2′ द्वितीयक भागमा ट्रान्सफोर्मरको प्रतिरोध।

अब हामी ट्रान्सफोर्मरको हिस्टेरिसिस नाट र एडी करेन्ट नाटलाई थोडा विस्तार गरेर विचार गर्नेछौं ताकि ट्रान्सफोर्मरमा नाटको विषयलाई बेहतर रूपमा समझ्न सक्दछौं।

ट्रान्सफोर्मरमा हिस्टेरिसिस नाट

ट्रान्सफोर्मरमा हिस्टेरिसिस नाटलाई दुई तरिकाले व्याख्या गर्न सकिन्छ: भौतिक र गणितीय।

हिस्टेरिसिस नाटको भौतिक व्याख्या

ट्रान्सफोर्मरको चुम्बकीय कोर 'कोल्ड रोल्ड ग्रेन ऑरिएन्टेड सिलिकन स्टील' बाट बनेको छ। स्टील धेरै राम्रो फेरोमैग्नेटिक सामग्री हो। यस्ता सामग्रीहरू चुम्बकीकरण गर्नको लागि धेरै संवेदनशील छन्। यानी, जबसम्म चुम्बकीय फ्लक्स पार गर्छ, यसले चुम्बक जस्तै व्यवहार गर्छ। फेरोमैग्नेटिक पदार्थहरूको संरचनामा धेरै डोमेनहरू छन्।

डोमेनहरू सामग्रीको संरचनामा धेरै सानो क्षेत्रहरू हुन्छन्, जहाँ सबै डाइपोलहरू एउटै दिशामा समानान्तर छन्। अन्य शब्दहरूमा, डोमेनहरू यन्त्रको संरचनामा यादृच्छिक रूपमा स्थित छन्।

यी डोमेनहरू सामग्रीको संरचनामा यादृच्छिक रूपमा सजेको छन् जसले यस सामग्रीको नेट रिझल्टन्ट चुम्बकीय क्षेत्र शून्य बनाउँछ। जब बाहिरी चुम्बकीय क्षेत्र (mmf) लगाइन्छ, यादृच्छिक रूपमा दिशामा डोमेनहरू क्षेत्रको दिशामा समानान्तर रूपमा सज्छन्।

क्षेत्र लिन्दा पछि, धेरै डोमेनहरू यादृच्छिक स्थितिमा फर्किन्छन्, तर केही डोमेनहरू समानान्तर रहन्छन्। यी अपरिवर्तित डोमेनहरूको कारण, सामग्री थोडा चिरकालिक रूपमा चुम्बकीकरण भएको हुन्छ। यस चुम्बकत्वलाई "स्वतः चुम्बकत्व" भनिन्छ।

यस चुम्बकत्वलाई निष्कासन गर्न, केही विपरीत mmf लगाउनुपर्छ। ट्रान्सफोर्मरको कोरमा लगाइएको चुम्बकीय बल वा mmf वैकल्पिक हुन्छ। प्रत्येक चक्रमा यी डोमेन विपरीत रूपमा घटना गर्दा, अतिरिक्त काम गरिन्छ। यस कारणले, विद्युत ऊर्जा खप्दछ जसलाई ट्रान्सफोर्मरको हिस्टेरिसिस नाट भनिन्छ।

ट्रान्सफोर्मरमा हिस्टेरिसिस नाटको गणितीय व्याख्या

हिस्टेरिसिस नाटको निर्धारण

L मीटर परिधि, a m2 छेदाकार क्षेत्र र N टर्न विद्युत तार भएको एक फेरोमैग्नेटिक नमूनाको रिंग लिन्छ, जसको चित्र बाँकी दिएको छ,

मानौं, कोइलमा बहिर्गत धारा I एम्प हो,

चुम्बकीकरण बल,

मानौं, यस समय फ्लक्स घनत्व B छ,

त्यसैले, रिंगद्वारा पार गरिएको कुल फ्लक्स, Φ = BXa Wb

किनभने कोइलमा बहिर्गत धारा वैकल्पिक हुन्छ, लोहो रिंगमा उत्पन्न फ्लक्स वैकल्पिक प्रकृतिको हुन्छ, त्यसैले उत्पन्न इम्फ (e′) निम्नानुसार व्यक्त गरिन्छ,

लेन्ज कानून अनुसार यस उत्पन्न इम्फ धाराको प्रवाहलाई विरोध गर्छ, त्यसैले, कोइलमा धारा I बनाउनको लागि स्रोतले बराबर र विपरीत इम्फ प्रदान गर्नुपर्छ। त्यसैले लगाइएको इम्फ,

लघु समय dt मा खपेको ऊर्जा, जहाँ फ्लक्स घनत्व बदलेको छ,

त्यसैले, एक पूर्ण चक्रमा खपेको या काम गरिएको ऊर्जा निम्नानुसार हुन्छ,

अब aL रिंगको आयतन छ र H.dB उपरोक्त चित्रमा दिएको B – H वक्रको एक तत्वीय पट्टीको क्षेत्र हो,

त्यसैले, प्रति चक्र खपेको ऊर्जा = रिंगको आयतन × हिस्टेरिसिस लूपको क्षेत्र।ट्रान्सफोर्मरको मामलामा, यस रिंगलाई ट्रान्सफोर्मरको चुम्बकीय कोर मानिन्छ। त्यसैले, यस काम गरिएको विद्युत ऊर्जा नाट ट्रान्सफोर्मरको कोरमा खप्दछ र यसलाई ट्रान्सफोर्मरको हिस्टेरिसिस नाट भनिन्छ।

एडी करेन्ट नाट के हो?

ट्रान्सफोर्मरमा, हामी प्राथमिक भागमा वैकल्पिक धारा प्रदान गर्छौं, यस वैकल्पिक धारा चुम्बकीय फ्लक्स उत्पन्न गर्छ र यस फ्लक्स द्वितीयक वाइंडिङसँग जोडिन्छ, त्यसैले द्वितीयक भागमा उत्पन्न इन्डक्टेड वोल्टेज हुन्छ, जसले लोडमा धारा प्रवाह गर्न लाग्छ।

ट्रान्सफोर्मरको केही वैकल्पिक फ्लक्सहरू अन्य चालक भागहरूसँग जोडिन सक्छ, जस्तै स्टील कोर वा ट्रान्सफोर्मरको लोहो शरीर। जब वैकल्पिक फ्लक्स ट्रान्सफोर्मरको यी भागहरूसँग जोडिन्छ, त्यसमा एक स्थानीय उत्पन्न इम्फ हुन्छ।

यी इम्फहरूको कारण, यी भागहरूमा धाराहरू चक्राकार रूपमा प्रवाह गर्छन्। यी चक्राकार धाराहरू ट्रान्सफोर्मरको आउटपुटमा योगदान दिन्छन र ताप रूपमा विसरिन्छ। यस प्रकारको ऊर्जा नाटलाई ट्रान्सफोर्मरको एडी करेन्ट नाट भनिन्छ।

यो एडी करेन्ट नाटको व्यापक र साधारण व्याख्या थियो। यस नाटको विस्तृत व्याख्या यस अध्यायको विषय बाट बाहिर छ।