Зачем нужен сердечник в трансформаторе? 

А еще зазор позволяет использовать феррит марки "да кто его знает какой", т.к. параметры трансформатора становятся куда более зависящими от зазора, чем от феррита

Батюшка, вам с таким желанием к познаниям необходимо в технический ВУЗ поступить. Все чудеса пропадут, новые появятся:)

Ну, это то же самое, что сказано в видео, только другими словами. Вопрос - почему там пологий участок? У меня есть одно соображение: намагничивание это поворот магнитных доменов внешним полем (тут и далее я не уверен, что всё так и есть, как я пишу). При малом внешнем поле этот поворот разрушается тепловым движением. Ну, т.е. он всегда немного разрушается, но при сильном поле всем на это плевать. Можно проверить, заморозив сердечник в жидком азоте.

Коэрцетивная сила ? ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-tT3kioZ_sLw.html

@@user-bh6ey1ke4n Интересное соображение. Пожалуй в этом что--то есть. Интересно было бы заморозить и прогнать при малом напряжении в первичке (т.е., при малом токе-магнитном потоке в сердечнике).

Можете объяснить, пожалуйста, связь между намагниченностью , о которой вы говорите, и коэффициентов трансформации?

Как я понял, крутизна наклона графика H(B) (где гистерезис) связана с магнитной проницаемостью "мю". В линейной зоне, где мю постоянно, общий магнитный поток меняется пропорционально току(токам) в катушке (-ах). Он пронизывает обе катушки, и ЭДС в них пропорционально скорости изменения этого потока и числу витков в каждой. Всё, видимо, работает синфазно в установившемся режиме. Если же магнитная проницаемость на малых значениях токов (и Н) меньше, чем на больших, график B = "мю"•Н в этой зоне (у начала координат) будет более пологим. Если колебания будут происходить преимущественно в этой зоне, то средняя индуктивность L за период , связанная с мю, будет ниже. В связи с этим, по-видимому, будет меньше и общий поток, создаваемый в трансформаторе, а значит и скорость его изменения вместе с ЭДС во вторичной катушке (хоть общий поток и зависит от обоих катушек, но мы знаем, Если всё верно, то значит мне просто не очень понятно, как должен выглядеть график с петлей гистереза, где наклон при переходе через горизонтальную ось МЕНЬШЕ, чем в основной линейной зоне. Это "на концах", где насыщение, он становится пологим и переходит в горизонталь. А около нуля, получается, какое-то искривление тогда нужно для обоих "ветвей" петли гистерезиса

ты и не знал ничего.

@@schetnikov Почему-то обычно при описании идеального трансформатора упускают момент об его бесконечной индуитвности и как следствие, об отсутствии тока холостого хода, оставляя только К-трансформации и отсутствие потерь в меди. Из-за этого, на практике возникает недопонимание роли серденчика, выбор материала, сечения и прочий конструктив превращается в магию. Это наверно тот редкий случай, когда идеальный объект слабо помогает понять общность явления или устройства.

Не совсем. На канале Э + М описывается более детально и об остальном, что касается магнитопровода, токов фуко и т. п.

@@zyat.artem98 Да, тот ролик вышел на неделю раньше этого, у меня он стоит просмотренный, а лайка там нет, значит что-то там не то... пересматривать времени нет. Ну и токи фуко, никакого отношения к работе трансформатора не имеют.

@@RogovAB Как-же. В этом объяснение зачем сердечник набирают из пластин, о материале трансформатора, о его свойстве и об остаточной намагниченности

@@zyat.artem98 Из пластин его делают в особых частных случаях, это не общий признак трансформаторного сердечника.

Андрей, техникам надо разрабатывать технику, и они часто сводят сложную картину явления к упрощенной, но работающей схеме. И правильно делают. В данном случае, они представляют себе картину так, как будто магнитный поток в тороидальном магнитопроводе (который до разреза был сильным и равномерным как по сечению, так и по средней линии тора) стал слабым, но остался равномерным и по сечению, и по средней линии тора, включая, в том числе, и участок разреза. То есть, как будто магнитное поле, которое было практически ничтожным везде за пределами магнитопровода до разреза, осталось таковым и после разреза. Это весьма идеализированная картина - своего рода осреднение, которое работает неплохо для практических расчетов. А реальная картина - на мой взгляд - выглядит совсем по-другому. Я немного упрощу ситуацию, чтобы облегчить изложение моей точки зрения. Представьте себе железный бублик, на который равномерно и плотно намотана катушка по всей его поверхности (а не на каком-то отдельном участке - в этом упрощение). Пропуская ток по такой катушке, мы создаем сильное магнитное поле, которое распределено практически равномерно по сечению бублика и равно нулю за пределами катушки. Теперь мы делаем тонкий разрез в торе. Что при этом происходит с картиной магнитного поля внутри и вне тора? Я утверждаю: (1) магнитное поле останется практическим неизменным в том поперечном сечении тора, которое находится на противоположной от разреза стороне тора, т.е. в «средней» его части, во всех же остальных сечениях поле уменьшится, (2) магнитное поле станет отличным от нуля везде за пределами тора, (3) магнитный поток не будет теперь одним и тем же для каждого сечения тора, как утверждают техники, оно будет тем меньше, чем дальше находится сечение от «средней» части, где магнитный поток остался практически равным своему значению до разреза. Все это означает, что вылезание магнитного поля из тора имеет место не просто в месте разреза, а практически по всей поверхности всего тора, начиная прямо от «средней» точки (и чем дальше от этой точки, тем больше вылезание). Магнитный поток это не вода, которая может истекать из трубы только в месте разреза; магнитная «жидкость» - это тонкая субстанция, для которой цельная часть тора не является помехой для утечки (как стенки трубы, например, являются помехой для утечки воды). Конечным результатом является то, что в месте разреза - как совершенно правильно утверждают техники - магнитный поток существенно снизится, но их объяснение, как говорится, for the birds. Реальной же причиной является утечка магнитного поля изо всех «открытых и закрытых щелей» и растекание этого поля по всему пространству вокруг тороидального сердечника.

Знаю что есть сердечники из распыленного железа, в котором зазор как бы распределен по всей длинне. Используется для дросселей обычно, там где нужен большой ток намагничивания и следовательно не должно быть насыщения. А оказывается, что чем больше зазор(не важно в одном месте или распределенный), тем больше можно запасти энергии в магнитном поле ...

Уважаемые господа. Один вопрос. Как магнитный поток 99% расположенный в сердечнике наводит ЭДС во вторичной обмотке?

@@MARS7015 меняющееся магнитное поле создаёт в пространстве вокруг магнитного потока вихревое электрическое поле. "Вот этот квадрат и стучит" (c). То есть это электрическое поле гоняет электроны в проводах, намотанных на сердечник.

Проще (следовательно, дешевле) намотать обычную катушку и собрать "квадратный" сердечник. Трансформаторы с тороидальным сердечником тоже есть (и они лучше), но их дороже производить - нужен более сложный станок.

Насыщение в тороидальной сердечнике(металлическом,из цельной полосы)в 4-5 больше.

Если во вторичной обмотке нет магнитного потока, то ей и реагировать не на что. Лекция, увод от истинных процессов трансформации. Поэтому и не рассматриваются азы, а именно синусоида тока по четвертям и ее проявления. Хотя бы для первички. Первая и третья четверти синусоиды "создатели" работают четко и предсказуемо. А вот вторая и четвертая их "разрушители " тянут за собой все наше непонимание кучи их процессов.

@@Virigis Очень оригинальная мысль. Только не понятно как и за счёт чего этот мост с такой страшной силой в тысячу раз умножает силу диполя магнитного поля той же катушки с током. И сам процесс накопления дипольной энергии доменами сердечника забирает силу тока в катушке делая ее высоко омной, отбирая часть тока (зарядов). Магнитопровод, далеко не опора ввиду моста.

@@Virigis Да, для передачи больших токов нужно передать большую орбиту магнитного поля вокруг проводника. Только вокруг проводника с током как по орбите вращается и передается магнитное поле, а по сути энергия. Ее мы собираем с витков катушки процессом индуктивности. А магнитопровод, он есть проводник и концентратор магнитного поля (потока) внутри себя, а не на своей поверхности. Домены никогда не выпрыгивают из металла. Они очень эффективно отбирают энергию диполей внешнего магнитного поля в себя. А вы,.. не накапливают... . На поверхности есть только часть дипольного магнитного поля если магнитопровод не замкнут. Т.е между полюсами. Катушка с постоянным током намотанная на торе не даст вам на поверхности магнитопровода никакого магнитного поля. А внутри оно сильное, замкнутое и никуда, не распыляется и не тратится. Однако малейшее его изменение в сердечнике мгновенно наводит ЭДС в любой вторичной катушке на этом торе. Работает феномен Ленца. Изменение магнитного поля (потока) внутри замкнутого контура. Это основа работы любых трансформаторов.

Предполагаю, что это потому, что при изменении тока возникает магнитное поле, которое снова индуцирует ток (самоиндукция)

@@boenia Если интересно, посмотрите недавнее видео про парадокс трансформатора на этом же канале. Я там задал этот же вопрос. И в комментариях его подробно обсудили. Дело действительно в том, что сердечник входит в насыщение.

@@rexby хм, гляну, спасибо

да, но сила магнита сильно зависит от тока и колличества обмоток, много обмоток лампы не намотаеш и ток там очень низкий, еще высокое напрчжение и возможны пробои.

Ом изучал то, что мы называем активным (почему-то) сопротивлением.

электроны не перепрыгивают, под действием электро движущей силы они медленно передвигаются по проводу создавая магнитное поле и изменение магнитного поля заставляет электроны во второй катушке двигаться, электроны второй катушки реагируют именно на изменение магнитного поля и всем трансформаторам требуется переменный ток

Кто их видел, эти электроны?)

​@@schetnikov Мне это сложно без картинки объяснить. Вопрос был немного в другом, но я вроде уже разобрался. Линии стремятся туда, где больше магнитное поле, таким образом концентрируясь на поворотах в ту же сторону, куда идет сердечник. То есть если сердечник будет в форме буквы W, то линии в средней части будут концентрироваться ближе к низу буквы. К сожалению, я не смог найти такую програму, чтобы проверить, но мой расчет сходится к похожему решению, если учитывать отклонение линий в сторону сердечника.

Есть математическая аналогия между линиями тока в идеальной жидкости, линиями электрического тока в объемных проводниках, линиями электростатического и магнитного полей. Посмотрите серию роликов про парадокс изогнутой трубы.

@@schetnikov Да, спасибо. На примере с водой дошло, как-то не задумывался о такой аналогии. Сначала я себе магнитопровод представлял как маленькие "магнитики", их поворачивает поле, из-за чего они поворачивают соседние "магнитики" и так далее пока не процесс не сойдется. Далее из этих "магнитиков" я выводил линии. Результат был правдоподобен, но не совпадал на углах с картинками из последних роликов. Из-за чего и возник исходный вопрос.

" и уменьшается L" -- вообще-то в вопросе было всё иначе. вероятно другая сторона другой нелинейности )

@@floks700 , как это связано с финальным вопросом на 13:00 ?

Намотать такое безобразие наверное затруднительно, но без нагрузки наверное заработает замечательно, а под нагрузкой медь начнет капать на пол...

потому что там сам сердечник нагрузка хорошая если сделан криво, в современных бп нет классических тр-ров, там ликтроника

@@floks700 И сердечник не из трансформаторной, а из сурогатной стали сделан,... Ш-образные пластины можно согнуть и разогнуть без проблем; тогда как из настоящей трансформаторной стали они переламываются. То есть, если у сердечника плохое магнитное насыщение, то при стандартной расчетной намотке катушки, она быстро нагреется и сгорит; для того чтобы этого не произошло, китаёзы ложат провод тоньше и длиннее, но это всё равно приводит к нагреву, и к потере КПД.

@@user-xl3je2mg7y Это верно подмечено, качество говно. Китайцы даже умудряются в медный провод пихать какой-то гадости, медь не чистая. Всё рассчитано как ширпотреб.

Но фишка в том, что там везде прямая пропорциональность (Uвх ~ dФмаг/dt ~ Uвых), и в таком рассуждении коэффициент трансформации вообще постоянен должен быть.

@@floks700 Это Вы к чему?

Звучит так, как будто все должно в пизду расплавится в таких чудесных условиях)

В универе с помощью генератора синуса проверял так трансформаторы. Просто напряжение на выходе с ростом частоты достигнет своего максимума, а дальше начнет резко снижаться, поэтому что энергия будет уходить на нагрев сердечника. В данный момент на эффекте резонанса работают самые продвинутые компьютерные блоки питания, у них же самый высокий КПД (больше 95%) из предложенных на рынке.

Для устранения паразитных вихревых токов в сердечнике. Погуглите "токи Фуко".

@@chembulatov я конечно понимаю что сердечник литой хуже работает чем пластины и объясняю эта токами фуко и вихревым током просто мне хочется наглядно понять что происходит в том или ином случаи стержней и что заставляет их так работать хотя может я много хочу знать или просто не понимаю

@@user-vl5cx6zu4b, ну если коротко, то сплошной железный сердечник это короткозамкнутый виток, делением на пластины этот виток разрывают на части.

"Поскольку ЭДС самоиндукции в обмотке пропорциональна частоте, то при той же максимальной индукции можно приложить повышенное, по сравнению с рабочим, испытательное напряжение."

В вашей фразе, не смотря на правильность ее по сути, отсутствует логическая связь.

@@havoc4595 , это не моя фраза, а из лекции вроде как Института энергетики и управления энергетическими ресурсами. Я её так понимаю, что если прикладывать не повышенную частоту, то из-за падения индуктивности обмотка будет шунтировать подключенный источник , не давая напряжению сильно поднятся.

@@RobotN001 Ну у электриков объяснение попроще: У каждого сердечника есть предельная индукция, после которой происходит масыщение, у реальных силовых трансформаторов он в пределах 1,4-1,8 Тл. Индукция в сердерчнике тр-ра B=мю*N*I /l ток I=U/Z; сопротивление обмток в первом приближении Z=R+jX_L; X_L=wL т.е повышая частоту, мы увеличиваем индуктивность обмотки, тем самым увеличиваем индуктивное сопротивление первичной обмотки. Ток в первичной обмотке не увеличивается, следовательн не увеличивается поток и как следствие не происходит насыщения сердечника.

@@havoc4595 , именно в этих формулах индуктивность L остаётся той же, а индуктивное сопротивление растёт wL за счёт омега.

@@schetnikov За холостой ход я знаю. Именно в этом режиме особенно сильно сказывается влияние паразитных и не учтенных составляющих. Особенно сильно на это проявляется на высоких частотах но и для 50 Герц ничего принципиально не меняется. Пару десятков витков толстым проводом и малоиндуктивный резистор, дадут очень хорошее приближение к идеальному разделению. В конце концов, нам же не микроволновку питать, а демонстрировать принцип работы. Для измерения этого вполне хватит. Что касается вопроса, то мы имеем сильно нелинейную зависимость, что говорит о том, что тут работает давно известный эффект падения эффективности сердечника на малом сигнале. Он присутствует даже в дорогих измерительных трансформаторах что уж говорить о простом демонстрационном.

@@bobmargadon6175 , и с чем связан этот "давно известный эффект" ?

А ещё лучше было бы начать с "баранки" Фарадея, с помощью которой он открыл явление электромагнитной индукции.

@@user-or4jn2zf1z Почему бы и да? Проверять исходные данные никогда не вредно.

Я проводил некоторые эксперименты на частотах 100 - 10000000Гц. Что Вас интересует?

@@bobmargadon6175 магнитомягкий материал с нулевой энергией перемагничивания.

@@RobotN001 А таковой в природе бывает? Работал только с 87 ферритом.

@@bobmargadon6175 сверхпроводники же бывают. и такое наверное есть.

@@RobotN001 Рассуждаем так. Вы хотите изменить состояние вещества. Для этого надо либо произнести соответствующие заклинания либо затратить энергию. В реальном мире выбираем энергию. Для того же сверхпроводника вам надо первоначально затратить много много энергии чтобы перевести его в сверхпроводящее состояние, и затем тратить понемножку чтобы поддерживать его в этом состоянии. А тут вам надо изменять состояние твёрдого тела множество раз в секунду. И вы хотите сделать это бесплатно ?

Ну так беспроводные зарядки и представляют собой что-то вроде разомкнутого трансформатора, с обвязкой. Первичка в зарядке, вторичка в устройстве.

@@user-hr9wq7bq7f в том-то и дело что разомкнутого. Эффективность низкая. А всего-то и надо: добавить туда некоторый сердечник и забыть уже о проводах наконец.

@@0xREX, есть и такие зарядки, половина сердечника в базе, половина в приборе. Но встречаются почему-то нечасто.

...Подумал я так же, да вот только насыщение, которое могло бы стать причиной такого ухудшения и описывается той самой петлёй гистерезиса, усиливается наоборот с ростом входного тока (т.е. и напряжению, т.к. они прямо пропорциональны). Так что это что-то другое

что есть трансфоматорное железо, впервые о таком слышу

@@schetnikov да, насчёт КПД я погорячился,... но что это меняет? Перемагничивание сердечника малым напряжением остаётся и напруга на вторичке сильно уменьшается.

@@user-is4ke2rw3o а меняет то, что насыщение (из-за которого и возникает необходимость перемагничивания) тем сильнее, чем больше магнитный поток, поэтому с увеличением амплитуды напряжения и негативное воздействие возрастало бы. Вот только в ролике оно возрастает с уменьшением напряжения, так что нужна другая теория под это.

@@floks700 дык ток в обмотках при большей напруге больше!... Или ты не согласен. Я всё-таки думаю что при малой напруге от сердечника мало толка. Или надо пластины тоньше делать или из другого материала...

@@Uralski_Ivan от сердечника мало толку на таких низких напругах. Надо либо транс уменьшать, либо сердечник эффективнее. Я так думаю

@@floks700 действительно, меньшее напряжение по закону Ома вызывает меньший ток, а потери на "нагрев" при этом по-вашему больше! Л - логика 😂👍🤦