چرا یک مولد EMF به پیچش جداگانه‌ای در همان هسته‌ی اصلی خود نیاز دارد

چرا یک مولد EMF نیاز به پیچش جداگانه‌ای در همان هسته اصلی خود دارد؟

یک مولد EMF (معمولاً به معنای ترانسفورماتور) نیاز به پیچش جداگانه‌ای در همان هسته اصلی خود دارد به دلایل کلیدی زیر:

• جفت شدن مغناطیسی:اصل عمل ترانسفورماتورها بر جفت شدن مغناطیسی بین دو پیچش از طریق یک هسته آهنی مشترک استوار است. وقتی جریان از طریق پیچش اولیه می‌گذرد، یک میدان مغناطیسی متغیر ایجاد می‌کند که سپس یک نیروی الکتروموتوری (EMF) را در پیچش ثانویه القا می‌کند. اگر پیچش ثانویه روی همان هسته قرار نگرفته باشد، جفت شدن مغناطیسی موثر وجود نخواهد داشت و انتقال موثر انرژی ممکن نخواهد بود.

•  القای متقابل:وقتی جریان از طریق پیچش اولیه می‌گذرد، یک میدان مغناطیسی متغیر در هسته آهنی ایجاد می‌کند. این میدان ولتاژی را در پیچش ثانویه القا می‌کند. با به اشتراک گذاشتن همان هسته، القای متقابل به حداکثر می‌رسد و بهبود می‌یابد، بنابراین کارایی تبدیل انرژی افزایش می‌یابد.

• تمرکز میدان:نقش هسته آهنی تمرکز و هدایت میدان مغناطیسی است که باعث افزایش قدرت و کارایی میدان می‌شود. با قرار دادن پیچش ثانویه در همان هسته، بیشتر خطوط شار مغناطیسی از طریق پیچش ثانویه عبور می‌کنند و EMF القا شده افزایش می‌یابد.

•  کاهش شار فرار:اگر پیچش ثانویه در همان هسته قرار نگرفته باشد، شار فرار بیشتری خواهد بود، یعنی بخشی از میدان مغناطیسی از طریق پیچش ثانویه عبور نخواهد کرد. این منجر به اتلاف انرژی و کاهش کارایی می‌شود. قرار دادن پیچش ثانویه در همان هسته شار فرار را کاهش می‌دهد و کارایی کل سیستم را بهبود می‌بخشد.

آیا هنوز می‌تواند انرژی ارائه دهد اگر هیچ باری به پایانه‌های ثانویه متصل نباشد؟

اگر هیچ باری به پایانه‌های ثانویه یک ترانسفورماتور متصل نباشد، نظریاً، این ترانسفورماتور "انرژی ارائه" نمی‌دهد، زیرا هیچ جریانی از طریق پیچش ثانویه عبور نمی‌کند. با این حال، ترانسفورماتور خود هنوز رفتارهای خاصی دارد:

•  EMF القا شده:حتی اگر هیچ باری در پیچش ثانویه وجود نداشته باشد، میدان مغناطیسی متغیر از پیچش اولیه هنوز EMF را در پیچش ثانویه القا می‌کند. این به این دلیل است که اصل القای الکترومغناطیسی می‌گوید هر زمان که میدان مغناطیسی متغیر از طریق یک سیم پیچ عبور می‌کند، EMF القا می‌شود.

•  عملکرد بدون بار:در شرایط بدون بار، ترانسفورماتور هنوز انرژی مصرف می‌کند که اصلیاً برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. این مصرف به عنوان جریان مغناطیسی (یا جریان بدون بار) شناخته می‌شود که از طریق پیچش اولیه وارد می‌شود اما به پیچش ثانویه منتقل نمی‌شود.

•  انرژی واکنشی:در شرایط بدون بار، ترانسفورماتور انرژی واکنشی مصرف می‌کند که برای ساخت میدان مغناطیسی در هسته استفاده می‌شود. اگرچه هیچ انرژی فعالی به بار تحویل داده نمی‌شود، ترانسفورماتور خود انرژی مصرف می‌کند.

•  افزایش دما:حتی بدون بار، ترانسفورماتور به دلیل اتلاف‌های هیسترزیس و جریان‌های ورقه‌ای در هسته و همچنین اتلاف‌های مقاومتی در پیچش‌ها، افزایش دما تجربه می‌کند.

به طور خلاصه، اگرچه یک ترانسفورماتور وقتی پایانه‌های ثانویه آن باز هستند، انرژی به بار تحویل نمی‌دهد، اما هنوز EMF القا شده ایجاد می‌کند و انرژی ورودی را برای حفظ میدان مغناطیسی مصرف می‌کند. این وضعیت به عنوان عملکرد بدون بار شناخته می‌شود.