چرا یک مولد EMF به پیچش جداگانه‌ای روی همان هسته نیاز دارد که پیچش‌های اصلی آن قرار دارند

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

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

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

•  القا متقابل:وقتی جریان از طریق پیچش اصلی 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، القا متقابل به حداکثر می‌رسد و کارایی تبدیل انرژی بهبود 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 فلوکس مغناطیسی از طریق پیچش ثانویه عبور می‌کنند و القاء EMF را افزایش می‌دهند.

•  کاهش فلوکس گمشده:اگر پیچش ثانویه در همان هسته نباشد، فلوکس گمشده بیشتری خواهد بود، یعنی بخشی از میدان مغناطیسی از طریق پیچش ثانویه عبور نخواهد کرد. این منجر به از دست دادن انرژی و کاهش کارایی می‌شود. قرار دادن پیچش ثانویه در همان هسته فلوکس گمشده را کاهش می‌دهد و کارایی کلی سیستم را بهبود می‌بخشد.

آیا هنوز می‌تواند انرژی تامین کند اگر هیچ باری به پایان‌های ثانویه متصل نباشد؟

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

•  القاء EMF:حتی اگر هیچ باری در پیچش ثانویه وجود نداشته باشد، میدان مغناطیسی متغیر از پیچش اصلی همچنان EMF را در پیچش ثانویه القا می‌کند. این چون اصل القای الکترومغناطیسی می‌گوید که هر زمان که یک میدان مغناطیسی متغیر از طریق یک سیم پیچ عبور کند، یک EMF القا خواهد شد.

•  عملکرد بدون بار:در حالت بدون بار، ترانسفورماتور هنوز انرژی‌ای مصرف می‌کند که عمدتاً برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. این مصرف به عنوان جریان مغناطیسی (یا جریان بدون بار) شناخته می‌شود که از طریق پیچش اصلی 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، اما خود ترانسفورماتور انرژی مصرف می‌کند.

•  افزایش دما: حتی بدون بار، ترانسفورماتور به دلیل از دست دادن‌های هیستریس و جریان‌های دورانی در هسته و همچنین از دست دادن مقاومتی در پیچش‌ها، افزایش دما را تجربه می‌کند.

به طور خلاصه، اگرچه ترانسفورماتور وقتی پایان‌های ثانویه‌اش باز هستند انرژی به بار تحویل نمی‌دهد، اما همچنان EMF القا می‌کند و انرژی ورودی را برای حفظ میدان مغناطیسی مصرف می‌کند. این حالت به عنوان عملکرد بدون بار شناخته می‌شود.