Зачем сердечник трансформатора собирают из отдельных пластин?
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
По закону Фарадея вокруг меняющегося потока есть вихревое электрическое поле. Железо — проводник, поэтому в сплошном стержне текут круговые токи (токи Фуко) в плоскостях, перпендикулярных \(\mathbf{B}\). Мощность потерь на единицу объёма растёт как \((\dot B)^2 d^2/\rho\), где \(d\) — поперечный размер контура, \(\rho\) — удельное сопротивление. У сплошного сердечника \(d\) — это вся толщина стержня, потери огромны: трансформатор грелся бы как печка, КПД падал бы, поток «вытеснялся» бы из железа.
Пластины толщины \(0{,}3\)–\(0{,}5\) мм ставят вдоль потока, а между ними — лак или оксид. Контур вихря теперь шириной с толщину одной пластины, \(d\) падает в сотни раз, потери — в десятки тысяч. Магнитный поток почти не замечает изоляции (зазор микроны), а токам Фуко она — глухая стена.
Дополнительно берут не простое железо, а кремнистую электротехническую сталь: \(\rho\) выше, гистерезис меньше. На высоких частотах (импульсные блоки) и этого мало — там феррит, где вихри душатся уже объёмным сопротивлением.