Šta uzrokuje visoke gubitke histerese u transformatorima na niskim frekvencijama?

Razlog zašto je gubitak histerese veći u transformatorima na niskim frekvencijama glavno je posledica karakteristika same histerese, a ne niskofrekventne nasitnosti. Evo detaljnog objašnjenja:

Osnovni koncept gubitka histerese

Gubitak histerese jeste gubitak energije koji se javlja u jezgru transformatora zbog preokretanja magnetskih domena tokom procesa magnetizacije. Veličina gubitka histerese zavisi od površine petlje histerese, koja predstavlja krivu magnetizacije. Veća površina petlje histerese dovodi do većeg gubitka histerese.

Razlozi za veći gubitak histerese na niskim frekvencijama

Veća površina petlje histerese:

Na niskim frekvencijama, frekvencija magnetizacije je niža, i magnetske promene se dešavaju sporije unutar svake cikluse. To znači da magnetske domene imaju više vremena da se preokrene, što dovodi do veće površine petlje histerese.

Veća površina petlje histerese direktno dovodi do povećanog gubitka histerese.

Povećana dubina magnetizacije:

Na niskim frekvencijama, magnetsko polje se menja sporije, povećavajući dubinu magnetizacije. To znači da veći deo jezgra uključen je u proces magnetizacije, povećavajući broj i opseg preokretanja domena, a time i gubitak histerese.

Sporije promene intenziteta magnetskog polja:

Na niskim frekvencijama, stopa promene magnetskog polja je sporija, što dovodi do sporijih promena intenziteta magnetskog polja. Ovo dovodi do veće otpornosti na preokretanje domena, čime svaki preokret potroši više energije.

Razlika od niskofrekventne nasitnosti

Niskofrekventna nasitnost: Niskofrekventna nasitnost se odnosi na tendenciju da gustoća magnetskog fluksa lakše dostigne nivo nasitnosti na niskim frekvencijama zbog sporijih promena magnetskog polja. U stanju nasitnosti, prozirnost jezgra se smanjuje, a struja magnetizacije se oštro povećava. Međutim, ovo uglavnom utiče na gubitke uzrokovanje edviskim strujama, a ne na gubitke histerese.

Gubitak histerese: Gubitak histerese je uglavnom povezan sa preokretanjem magnetskih domena, a ne sa tim da li gustoća magnetskog fluksa dostiže nasitnost. Čak i u uslovima bez nasitnosti, niska frekvencija može doveštii do povećanog gubitka histerese.

Sažetak uticajnih faktora

• Frekvencija magnetizacije: Na niskim frekvencijama, frekvencija magnetizacije je niža, dajući magnetskim domenama više vremena da se preokrenu, čime se povećava površina petlje histerese.

• Dubina magnetizacije: Na niskim frekvencijama, dubina magnetizacije se povećava, uključujući veći deo jezgra u proces magnetizacije.

• Promene intenziteta magnetskog polja: Na niskim frekvencijama, promene intenziteta magnetskog polja su sporije, povećavajući otpornost na preokretanje domena i energiju potrošenu po svakom preokretu.

Zaključak

Glavni razlog za veći gubitak histerese u transformatorima na niskim frekvencijama jeste veća površina petlje histerese, koja nastaje kao rezultat povećanog vremena dostupnog za preokretanje domena, povećane dubine magnetizacije i sporijih promena intenziteta magnetskog polja. Iako niskofrekventna nasitnost takođe može uticati na performanse transformatora, ona uglavnom utiče na gubitke uzrokovanje edviskim strujama, a ne na gubitke histerese.