Защо генератор на ЕМП necessita от отделно обвиване върху същия ядро, както и основните му обвивки?

Защо генератор на ЕМФ се нуждае от отделно намотване върху същия магнитен ядро като основното намотване?

Генератор на ЕМФ (типично се отнася до трансформатор) се нуждае от отделно намотване върху същия магнитен ядро като основното намотване поради няколко ключови причини:

• Магнитна връзка:Принципът на действие на трансформаторите се основава на магнитната връзка между два намотвания чрез споделено желязно ядро. Когато ток протича през основното намотване, създава променливо магнитно поле, което индуцира електромагнитна сила (ЕМФ) в вторичното намотване. Ако вторичното намотване не беше поставено върху същото ядро, нямаше да има ефективна магнитна връзка, което щеше да попречи на ефективната преход на енергия.

•  Обща индуктивност:Когато ток протича през основното намотване, създава променливо магнитно поле в желязното ядро. Това поле индуцира напрежение във вторичното намотване. Споделяйки същото ядро, обща индуктивността се максимизира, което подобрява ефективността на преобразуването на енергия.

• Концентрация на полето:Ролята на желязното ядро е да концентрира и насочва магнитното поле, увеличавайки силата на полето и ефективността. Поставяйки вторичното намотване върху същото ядро, повечето линии на магнитния поток минават през вторичното намотване, засилвайки индуцираната ЕМФ.

•  Минимизиране на утечката на магнитния поток:Ако вторичното намотване не беше върху същото ядро, щеше да има повече утечка на магнитния поток, което означава, че част от магнитното поле нямаше да мине през вторичното намотване. Това води до загуба на енергия и намалена ефективност. Поставянето на вторичното намотване върху същото ядро намалява утечката на магнитния поток, подобрявайки общата ефективност на системата.

Може ли все още да доставя енергия, ако няма нагрузка, свързана с вторичните терминали?

Ако няма нагрузка, свързана с вторичните терминали на трансформатор, теоретично той не "доставя енергия", защото няма ток, който протича през вторичното намотване. Въпреки това, самият трансформатор все още изпълнява определени функции:

•  Индуцирана ЕМФ:Дори ако няма нагрузка върху вторичното намотване, променливото магнитно поле от основното намотване все още индуцира ЕМФ във вторичното намотване. Това се дължи на принципа на електромагнитната индукция, който диктува, че всеки път, когато има променливо магнитно поле, минаващо през катушка, ще бъде индуцирана ЕМФ.

•  Работа без нагрузка:В условията на работа без нагрузка, трансформаторът все още изразходва някаква енергия, която се използва главно за установяване на магнитното поле. Този изразходване е известен като магнитизиращ ток (или ток при работа без нагрузка), който се вкарва през основното намотване, но не се прехвърля към вторичното намотване.

•  Реактивна мощност:При работа без нагрузка, трансформаторът изразходва реактивна мощност, която се използва за създаване на магнитното поле в ядрото. Въпреки че няма реална активна мощност, доставена до нагрузката, самият трансформатор изразходва енергия.

•  Температурно повишаване:Дори и без нагрузка, трансформаторът преживява някакво температурно повишаване поради хистерезисни загуби и загуби от завихрения в ядрото, както и резистивни загуби в намотванията.

Съкратено казано, въпреки че трансформаторът не доставя енергия до нагрузка, когато вторичните му терминали са отворени, той все още произвежда индуцирана ЕМФ и изразходва входяща енергия, за да поддържа магнитното поле. Това състояние се нарича работа без нагрузка.