Kateri so razlogi za neuporabo dveh viklajev na velikih razdaljah v transformatorjih?

V načrtovanju transformatorjev je običajno nezgodno uporabljati široko razmaknjeni vijaki (tj. primarni in sekundarni vijaki z veliko fizično razdaljo med njima). Tukaj so glavni razlogi za izogibanje široko razmaknjenim vijakom:

1. Zmanjšana učinkovitost magnetne vezave

Magnetna vezava: Transformatorji delujejo na principu elektromagnetske indukcije, kjer stekajoča struja v primarnem vijaku ustvari spremenljivo magnetno polje, ki inducira napetost v sekundarnem vijaku. Če je razdalja med primarnim in sekundarnim vijakom velika, bo moč magnetnega polja značilno oslabla, kar pripelje do slabe učinkovitosti magnetne vezave.

Iztekanje magnetnega toka: Široko razmaknjeni vijaki povzročijo več iztekanih magnetnih tokov, ki so dele magnetnega polja, ki ne vezujejo učinkovito s sekundarnim vijakom, ampak se razpršijo v okolico, kar zmanjša učinkovitost transformatorja.

2. Povečana parazitična kapacitivnost

Parazitična kapacitivnost: Ko se razdalja med vijaki poveča, se tudi parazitična kapacitivnost med vijaki poveča. Parazitična kapacitivnost ustvarja neželena potovanja struje pri visokih frekvencah, kar vodi do izgub energije in motenj.

Frekvenčna odzivnost: Parazitična kapacitivnost vpliva na frekvenčno odzivnost transformatorja, zlasti pri uporabi pri visokih frekvencah, kjer lahko povečana parazitična kapacitivnost povzroči zmanjšanje signala in njegovo distorzijo.

3. Povečana težavnost in stroški proizvodnje

Težavnost proizvodnje: Široko razmaknjeni vijaki zahtevajo bolj zapletene procese proizvodnje, kar poveča težavnost in stroške proizvodnje.

Uporaba materialov: Široko razmaknjeni vijaki zahtevajo več izolacijskih materialov in podpornih struktur, kar poveča stroške materialov in težo.

4. Povečana velikost in teža

Velikost in teža: Široko razmaknjeni vijaki povečajo skupno velikost in težo transformatorja, kar ga čini manj primeren za miniaturizacijo in lahkotno oblikovanje.

Prostor za namestitev: Večja velikost in teža omejujeta prostor za namestitev transformatorja, zlasti v kompaktnih napravah.

5. Težave pri termalnem upravljanju

Termalno upravljanje: Široko razmaknjeni vijaki lahko povzročijo neravnomerno porazdelitev toplote, kar poveča težave pri termalnem upravljanju. Lokalno preseganje temperature lahko vpliva na delovanje in življenjsko dobo transformatorja.

Hlaščenje: Tesno pakirani vijaki so lažje hladiti učinkovito z uporabo hlaščil ali drugih mehanizmov hlaščenja.

6. Elektromagnetska motnja

Elektromagnetska motnja (EMI): Široko razmaknjeni vijaki lahko generirajo močnejšo elektromagnetsko motnjo (EMI), ki vpliva na pravilno delovanje bližnjih elektronskih naprav.

Ščit: Za zmanjšanje EMI bi morda bil potreben dodatni ščit, kar bi še dodatno povečalo stroške in zapletenost.

Povzetek

V načrtovanju transformatorjev je ključnega pomena izogibanje široko razmaknjenim vijakom, da se izboljša učinkovitost magnetne vezave, zmanjša iztekanje magnetnega toka in parazitična kapacitivnost, zniža težavnost in stroške proizvodnje, zmanjša velikost in težo, izboljša termalno upravljanje ter zmanjša elektromagnetsko motnjo. Ti faktorji skupaj zagotavljajo učinkovitost, zanesljivost in ekonomičnost transformatorja.