Каква е причината за неизползването на две обмотки на големи разстояния в трансформаторите?

В дизайна на трансформаторите обикновено не е препоръчително да се използват широко разделени обмотки (т.е., първична и вторична обмотка с значително физическо разстояние помежду им). Ето основните причини за избягване на широко разделени обмотки:

1. Намалена ефективност на магнитното съпазване

Магнитно съпазване: Трансформаторите работят по принципа на електромагнитната индукция, при която променливият ток в първичната обмотка генерира променливо магнитно поле, което индуцира напрежение във вторичната обмотка. Ако разстоянието между първичната и вторичната обмотка е голямо, силата на магнитното поле ще намалее значително, водейки до лоша ефективност на магнитното съпазване.

Изтичащ магнитен поток: Широко разделените обмотки водят до повече изтичащ магнитен поток, който е частта от магнитното поле, която не съпазва ефективно вторичната обмотка, а вместо това се разсейва в околната среда, намалявайки ефективността на трансформатора.

2. Увеличена паразитна капацитетност

Паразитна капацитетност: Когато разстоянието между обмотките се увеличава, паразитната капацитетност между обмотките също се увеличава. Паразитната капацитетност създава нежелани пътища за тока при високи честоти, водейки до загуби на енергия и интерференция.

Честотна характеристика: Паразитната капацитетност влияе на честотната характеристика на трансформатора, особено в приложенията с високи честоти, където увеличената паразитна капацитетност може да предизвика затихване и деформация на сигнала.

3. Увеличена сложност и стоимость на производството

Сложност на производството: Широко разделените обмотки изискват по-сложни производствени процеси, увеличавайки трудността и цената на производството.

Използване на материали: Широко разделените обмотки изискват повече изолиращи материали и опорни структури, увеличавайки разходите за материали и теглото.

4. Увеличени размери и тегло

Размери и тегло: Широко разделените обмотки увеличават общите размери и теглото на трансформатора, правейки го по-малко подходящ за миниатюризиране и лек дизайн.

Пространство за монтаж: По-големите размери и тегло ограничават пространството за монтаж на трансформатора, особено в компактни устройства.

5. Проблеми с термалното управление

Термално управление: Широко разделените обмотки могат да доведат до неравномерно разпределение на топлината, увеличавайки трудността на термалното управление. Локализирано прекомерно затопляне може да засегне производителността и продължителността на живот на трансформатора.

Охлаждане: Тясно подредените обмотки са по-лесни за ефективно охлаждане с помощта на радиатори или други механизми за охлаждане.

6. Електромагнитна интерференция

Електромагнитна интерференция (EMI): Широко разделените обмотки могат да генерират по-силна електромагнитна интерференция (EMI), засягаща правилната работа на близките електронни устройства.

Щитове: Могат да са необходими допълнителни мерки за щитове, за да се намали EMI, което допълнително увеличава разходите и сложността.

Резюме

В дизайна на трансформаторите избягването на широко разделени обмотки е необходимо, за да се подобри ефективността на магнитното съпазване, да се намали изтичащият магнитен поток и паразитната капацитетност, да се намали сложността и цената на производството, да се минимизират размерите и теглото, да се подобри термалното управление и да се намали електромагнитната интерференция. Тези фактори колективно гарантират ефективността, надеждността и икономичността на трансформатора.