Чому гуде трансформатор: причини і можливості усунення шуму

Коли на початку минулого століття в США була популярною реклама на тему «мовчазного слуги». Питання стосувалося електрики, а, точніше, його здатності безшумно виконувати різну роботу. Компанія General Electric прагнула таким спосіб привернути увагу споживачів до побутової техніки. Але якщо торкнутися чисто фізичного процесу роботи електрики, то, виявляється, воно не таке вже «мовчазна». Прикладом може служити всім відомий прилад трансформатор, який здатний видавати досить гучний гул. Так чому гуде трансформатор?

Як працює трансформатор

Щоб розібратися в цьому, не заважає згадати шкільний урок фізики, де описаний принцип роботи трансформатора. Трансформатор працює на основі закону електромагнітної індукції. Він включає в себе котушки, намотані проводом різного діаметру і з різною кількістю витків. Ці котушки представляють первинну і вторинну обмотки трансформатора. Між обмотками є зв'язок. Вона здійснюється за допомогою своєрідного кільця із спеціальної феромагнітної сталі. Кільце отримало назву сердечника і розташоване всередині обмоток. Сама конструкція сердечника зібрана з тонких пластин. Коли на первинну обмотку подають змінний струм, то він створює магнітне поле в сердечнику. Це поле теж змінюється за законом зміни породив його струму. У свою чергу, поле наводить ЕРС індукції у вторинній обмотці – перетворений електричний струм. Матеріал сердечника розбитий на безліч мікроділянок. У кожній такій ділянці без наявності вхідної напруги присутній своє магнітне поле, спрямоване часто протилежно одна до одної. Однак під напругою всі потоки починають спрямовуватися в одному напрямку, створюючи потужний магніт. Все це супроводжується зміною фізичних розмірів самого осердя. Можна здогадатися тепер, чому гуде трансформатор.

Ефект магнітострикції

Так як поле змінне, те і пластини сердечника починають стискатися і витягуватися в такт з ним. Цей процес отримав назву магнітострикції. Виробляються такі рухи з великою частотою 100 Гц, при частоті струму 50 Гц, в простір виходить вібрація, яка має звуковий діапазон і видима людським вухом. Крім стандартної частоти, у складі змінного струму є більш високочастотні гармоніки. Їх більше, чим більше навантажений трансформатор, а це в свою чергу більш різка і слишимая вібрація. Ось чому гуде трансформатор.

Інші причини шуму у трансформаторі

Але не всі причини «балакучості» трансформатора приховані в магнітострикції. Чому навантажений трансформатор гуде? Виділяють шум:

Обмоток трансформатора. Це обумовлено тим, що магнітний потік намагається змістити обмотки відносно сердечника. Звук посилюється у разі неякісно намотаною котушки, якщо витки погано прилягають один до одного.

Пластин сердечника. Чому? Трансформатор дуже часто гуде, коли вони погано підігнані і мають зазори між плоскими поверхнями. Тоді, крім стиску, чути шум від дзвону металу.

Дефект або пошкодження ізоляції мідного дроту. Таке може статися в товщі обмотки, де мають місце підвищені температури. У цьому випадку між обмотками може проскакувати іскра, що супроводжується клацанням. Чим розряд потужніший, тим звук характерней і голосніше.

Всіх погано закріплених деталей в трансформаторі чому? Трансформатор гуде при роботі, так як вони деренчать.

Для того щоб уникнути цього недоліку в трансформаторах, були розроблені трансформатори безшумного типу. Їх схема побудована таким чином, що відбувається перетворення частоти струму (підвищення) до рівня, при якому вібрація не сприймається в звуковому діапазоні. Це 10 КГц і вище. Безшумні трансформатори по своїм габаритам і масі набагато менше звичайних.

Висновок

Щоб не задавати собі питання про те, чому гуде трансформатор, всі потужні моделі потрібно брати якісні, зарекомендували себе виробників. Малопотужні не так вимогливі до точності виконання. Але якщо все ж наявний трансформатор при роботі видає шум, можна спробувати усунути його стягуванням пластин за допомогою гвинтів. Тільки постаратися не перестаратися і не розшарувати метал сердечника. Якщо болти відсутні, використовують лак або клей, яким заливають сердечник. Усунути деренчання обмоток можна лише за допомогою їх прокручування.