Проходя мимо трансформаторной будки, конечно же все слышали низкое, монотонное «гудение». Возможно, вы даже немного волновались: а вдруг это опасно? Так откуда берётся этот звук, если внутри этого электрического шкафа нет ни моторов, ни вентиляторов, ни вообще чего-то движущегося? Давайте разбираться вместе.
Что такое трансформатор и зачем он нужен?
Прежде чем говорить о звуке, вспомним: трансформатор – это устройство, которое меняет напряжение переменного тока.
Например, в электросети у нас 220 вольт, а в зарядном устройстве для телефона нужно всего 5 вольт. Трансформатор как раз и «понижает» напряжение до нужного уровня, не меняя при этом частоту тока (в России и большинстве стран – 50 герц).
Основная часть трансформатора – это магнитопровод, обычно сделанный из специальной стали или феррита.
Вокруг него намотаны провода: одна обмотка («первичная») подключена к источнику тока, другая («вторичная») подключена к нагрузке. Раньше, в советское время трансформаторы подключали даже к домашним телевизорам.
Итак, когда по первичной обмотке идёт переменный ток, он создаёт меняющееся магнитное поле, которое «наводит» ток во вторичной обмотке. Всё это работает без движущихся деталей – чистая электромагнитная магия!
Почему трансформатор гудит при работе?
Так откуда берётся звук? Если внутри нет ничего движущегося? Ответ кроется в удивительном явлении, которое называется магнитострикция.
Представьте себе кусок металла, из которого сделан магнитопровод. Когда через него проходит переменное магнитное поле (а оно меняется 50 раз в секунду!), сам материал немного сжимается и расширяется, и буквально деформируется под действием магнитного поля – это и есть магнитострикция.
Она настолько мала, что её невозможно увидеть глазом: изменения размеров составляют всего от 0,00001 % до 0,01 %. Но этого достаточно, чтобы заставить металл «вибрировать».
И вот что интересно: за один полный цикл переменного тока (1/50 секунды) магнитное поле меняет направление дважды и каждый раз магнитопровод слегка «дергается».
В итоге он вибрирует уже с частотой 100 герц, т.е. вдвое выше, чем частота тока в сети. Именно эта вибрация и заставляет окружающий воздух колебаться, создавая знакомый всем низкий гул.
Почему я полюбила физику
Как говорится, «всё начинается с мелочей» или «зернышко к зернышку». Так вот, когда мне было лет шесть, мы с бабушкой пошли погулять. Шли, мило разговаривали и вдруг, раздался странный, низкий звук – гул, будто огромное существо где-то дышало под землёй.
Я остановилась, уставилась на серый большой металлический ящик у забора и схватила бабушку за руку.
– Бабуля, это что бомба?! – прошептала я, широко распахнув глаза.
Бабушка засмеялась и показала на табличку с молнией (кстати, читать к шести годам я уже умела):
– Это не бомба, родная, это трансформатор. Он просто так работает. Как сердце у тебя стучит. Но лезть в него не нужно, пусть работает себе спокойно.
Но мне всё равно было страшно. Мне казалось, что этот гул, как предупреждение: «Бегите, пока не поздно!» Я даже придумала, что внутри сидит дракон и если его потревожить, то он выплюнет молнию.
Придя домой я спросила про гудящий ящик у дедушки. Он тоже подтвердил, что ничего страшного в этом гуле нет, это так работает трансформатор. Я запомнила это новое слово (транс-фор-ма-тор) и потом в садике стала рассказывать своим друзьям про него.
Прошли годы, и теперь я знаю, что это всего лишь сталь, которая внутри чуть-чуть дрожит от переменного тока и издает звук. Но в тот вечер я впервые почувствовала, как незнакомое может казаться опасным пока о нём не узнаешь, и … стала интересоваться всякими такими штуками.
Вместо заключения
Стоит ли бояться этого гула? Нет! Этот звук не признак поломки или опасности. Это естественное следствие физических законов, по которым работает трансформатор. Главное – не лезть внутрь!
Почему-то вспомнился анекдот:
Девочка сказала кастрюле: «Не вари!». Потом обернулась к чайнику: «Не свисти!». Потом докопалась до трансформатора: «Не гуди!». Обозвала телефон пустозвоном. Выключила свет в холодильнике. Подразнила утюг: «Ой-ой-ой... какие мы горячие!». В общем, девочке дома было скучно, а станцию Алиса ещё не придумали 😁.
Вот ещё одна статья, как я испугалась дракона-скрепера:
Возможно, Вам будет интересно:
Благодарю, что дочитали до конца. Лайк – лучшее спасибо мне, как автору!