Предлагаю поговорить о трансформаторе. Как то намотав сварочный трансформатор и получив ток холостого хода (ток потребления устройством без нагрузки) в районе 200мАмпер, грешным делом подумал, что теперь то знаю всё про трансформатор. Но как обычно жизнь внесла свои коррективы и поставила на место.
Какие вопросы по работе трансформатора заставили крепко задуматься.
1) Какую роль играет в трансформаторе железо?
2) Как первичная обмотка узнаёт, что нагрузка во вторичке поменялась?
3) Почему при расчете витков результат не сходится с практикой? Приходится доматывать или отматывать подгоняя до нужного значения.
Теория гласит: магнитное поле циркулирует по магнитопроводу. То есть железо служит проводником магнитного поля.
В промышленности до сих пор используют сварочные трансформаторы с регулировкой тока путем разведения по высоте обмоток. Крутишь ручку - одна обмотка поднимается, другая неподвижна. Чем больше расстояние между обмотками тем меньше ток.
Тут не соответствие. Если магнитное поле циркулирует по магнитопроводу расстояние между обмотками не должно влиять на ток. Так какую же роль выполняет железо в трансформаторе? Почему его делают наборным из пластин?
Правильный ответ звучит так. Железо выполнят роль экрана. Чтобы передняя часть витка обмотки не влияла на заднюю. В режиме насыщения магнитное поле пробивает экран и устройство уходит в ограничение.
Какие выводы из этого можно сделать? Использование пластин из пермаллоя увеличивает экранирующей эффект. Чем тоньше будут пластины, тем больший ток вы сможете получить с трансформатора при всех равных условиях.
Разговоры про усилительные свойства магнитопровода не состоятельны.
Получить сверх единичные устройства (вечный двигатель) меняя методы намотки и форму катушек не получится.
По поводу расчета витков по известной формуле через сечение сердечника и окна. То теперь понятен разброс с реальной намоткой. Формула не учитывает количество слоев пермаллоя, качество намотки, поэтому может использоваться как ориентир в первом приближении с последующей доработкой.
Вопрос о взаимосвязи обмоток достоин отдельной статьи, которая будет чуть позже.