Koji je razlog zašto se u transformatorima ne koriste dvije viklice na velikim udaljenostima

U dizajnu transformatora obično nije preporučljivo koristiti široko razmaknute zavojnice (tj. primarnu i sekundarnu zavojnicu s značajnim fizičkim razmakom između njih). Evo glavnih razloga za izbjegavanje široko razmaknutih zavojnica:

1. Smanjena učinkovitost magnetskog spajanja

Magnetno spajanje: Transformatori funkcioniraju na principu elektromagnetske indukcije, gdje promjenjivi struja u primarnoj zavojnici generira promjenjivo magnetsko polje, koje inducira napon u sekundarnoj zavojnici. Ako je razmak između primarne i sekundarne zavojnice velik, snaga magnetskog polja značajno oslabi, što dovodi do loše učinkovitosti magnetskog spajanja.

Izlučivanje magnetskog toka: Široko razmaknute zavojnice rezultiraju većim izlučivanjem magnetskog toka, koji je dio magnetskog polja koji ne spaja se efektivno s sekundarnom zavojnicom, već se rasipa u okolinu, smanjujući učinkovitost transformatora.

2. Povećana parazitna kapacitetnost

Parazitna kapacitetnost: Kada se poveća udaljenost između zavojnica, povećava se i parazitna kapacitetnost između zavojnica. Parazitna kapacitetnost stvara neželjene puteve struje na visokim frekvencijama, što dovodi do gubitaka energije i interferencije.

Frekvencijska karakteristika: Parazitna kapacitetnost utječe na frekvencijsku karakteristiku transformatora, posebno u aplikacijama s visokim frekvencijama, gdje povećana parazitna kapacitetnost može uzrokovati prigušenje i distorziju signala.

3. Povećana težina proizvodnje i trošak

Težina proizvodnje: Široko razmaknute zavojnice zahtijevaju složenije procese proizvodnje, povećavajući težinu proizvodnje i trošak.

Upotreba materijala: Široko razmaknute zavojnice zahtijevaju više izolacijskih materijala i nosivih konstrukcija, povećavajući trošak materijala i težinu.

4. Povećana veličina i težina

Veličina i težina: Široko razmaknute zavojnice povećavaju ukupnu veličinu i težinu transformatora, čineći ga manje prikladnim za miniaturizaciju i dizajn s manjom težinom.

Prostori za instalaciju: Veća veličina i težina ograničavaju prostor za instalaciju transformatora, posebno u kompaktnim uređajima.

5. Problemi s termičkim upravljanjem

Termičko upravljanje: Široko razmaknute zavojnice mogu dovesti do neravnomjerne distribucije topline, povećavajući težinu termičkog upravljanja. Lokalizirano pregrejavanje može utjecati na performanse i vijek trajanja transformatora.

Hlađenje: Tightly packed windings are easier to cool effectively using heat sinks or other cooling mechanisms.

6. Elektromagnetska interferencija

Elektromagnetska interferencija (EMI): Široko razmaknute zavojnice mogu generirati jaču elektromagnetsku interferenciju (EMI), koja može utjecati na pravilno funkcioniranje bliskih elektroničkih uređaja.

Ekraniranje: Dodatne mjere ekraniranja mogu biti potrebne kako bi se smanjila EMI, što dalje povećava trošak i složenost.

Sažetak

U dizajnu transformatora, izbjegavanje široko razmaknutih zavojnica je ključno za poboljšanje učinkovitosti magnetskog spajanja, smanjenje izlučivanja magnetskog toka i parazitne kapacitetnosti, smanjenje težine proizvodnje i troška, minimizaciju veličine i težine, poboljšanje termičkog upravljanja i smanjenje elektromagnetske interferencije. Ovi faktori zajedno osiguravaju učinkovitost, pouzdanost i ekonomičnost transformatora.