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變壓器用片狀硅鋼片做磁芯的原因

來源:江陰如一科技發展有限公司發布時間:2021-04-22點擊次數:載入中...


變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等。
變壓臺上的變壓器和家用電子設備不一樣,但是同樣作為變壓的電子元器件,為什么高頻變壓器用的是鐵氧體磁芯,而變壓臺上的變壓器卻用的硅鋼片呢?


硅鋼是一種合硅的鋼,其含硅量在0.8~4.8%。由硅鋼做變壓器的鐵芯,是因為硅鋼本身是一種導磁能力很強的磁性物質,在通電線圈中,它可以產生較大的磁感應強度,從而可以使變壓器的體積縮小。常用的變壓器鐵芯一般都是用硅鋼片制做的。

一般來說實際的變壓器總是在交流狀態下工作,功率損耗不僅在線圈的電阻上,也產生在交變電流磁化下的鐵芯中。通常把鐵芯中的功率損耗叫“鐵損”,鐵損由兩個原因造成,一個是“磁滯損耗”,一個是“渦流損耗”。

磁滯損耗是鐵芯在磁化過程中,由于存在磁滯現象而產生的鐵損,這種損耗的大小與材料的磁滯回線所包圍的面積大小成正比。硅鋼的磁滯回線狹小,用它做變壓器的鐵芯磁滯損耗較小,可使其發熱程度大大減小。

兩剪兩沖硅鋼片橫剪線
既然硅鋼有上述優點,為什么不用整塊的硅鋼做鐵芯,還要把它加工成片狀呢?

這是因為片狀鐵芯可以減小另外一種鐵損──“渦流損耗”。變壓器工作時,線圈中有交變電流,它產生的磁通當然是交變的。這個變化的磁通在鐵芯中產生感應電流。

鐵芯中產生的感應電流,在垂直于磁通方向的平面內環流著,所以叫渦流。渦流損耗同樣使鐵芯發熱。為了減小渦流損耗,變壓器的鐵芯用彼此絕緣的硅鋼片疊成,使渦流在狹長形的回路中,通過較小的截面,以增大渦流通路上的電阻;同時,硅鋼中的硅使材料的電阻率增大,也起到減小渦流的作用。
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